买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：河海大学

摘要：本发明公开了一种用于大粒径岩土材料力学特性测试的装配式剪切盒及方法，剪切盒包括上剪切盒，下剪切盒及调节板；剪切盒由数块预制板拼装而成；剪切盒内布设有光纤光栅传感器。本发明测试时，施加正应力待试样变形稳定后，进行直剪试验，剪切方向沿着预制板中滑槽方向至试样破坏，剪切盒内光纤光栅传感器的变形导致放射光波长改变，得出试样测点处的真实剪应力及其它参数；本发明剪切盒拼装与制样同时进行，解决大型直剪试验制样、装样不便的难题；在上下盒之间设置有滑槽和滑轮，减小了大型直剪试验过程中摩擦力对试验结果的影响；使用光纤光栅来测试试样不同位置的实际剪应力和剪应变，避免常规测试办法因剪切面改变、偏法向压力产生的误差。

主权项：1.一种大粒径岩土材料力学特性测试方法，其特征在于：采用用于大粒径岩土材料力学特性测试的装配式剪切盒实施，所述装配式剪切盒包括上剪切盒，下剪切盒以及多个调节板；所述下剪切盒包括底板，沿剪切方向的A预制板、B预制板、C预制板、D预制板、E预制板、F预制板和垂直于剪切方向的侧板；所述上剪切盒包括顶板，沿剪切方向的A预制板、B预制板、C预制板、G预制板、H预制板、I预制板和垂直于剪切方向的侧板；所述上剪切盒的G预制板、H预制板和I预制板，以及下剪切盒的D预制板、E预制板和F预制板上开设有滑槽，所述D预制板、E预制板和F预制板的滑槽上安装有滚轮；所述滚轮的直径大于滑槽的深度；所述滚轮卡入所述上剪切盒的滑槽内；所述上剪切盒和下剪切盒之间有剪切缝；所述侧板上安装有位移传感器；所述剪切盒的侧面开设有贯通孔；所述剪切盒内竖直布置有光纤光栅传感器；所述力学特性测试方法包括以下步骤：1将底板固定，将A预制板、B预制板、C预制板和D预制板通过卡槽沿剪切方向拼装；根据底板上的插孔将侧板与底板连接为U形结构；根据侧板的卡槽和底板的插孔将A预制板和C预制板与所述U形结构连接，再将B预制板安装在A预制板和C预制板之间，完成剪切盒的第一层的安装；2将光纤光栅竖直放入剪切盒内后，将光纤光栅的底部埋入试样中，将光纤跳线从贯通孔引出并与解调仪连接；3根据卡槽和插孔安装D预制板、E预制板和F预制板后形成第二层剪切盒并进行制样，同时使纤光栅竖直位于试样内；4将G预制板、H预制板和I预制板连接后与侧板连接，将D预制板、E预制板和F预制板的滑槽的滚轮卡入上剪切盒的拼接板的滑槽内，使得上剪切盒放置于下剪切盒上并进行校准；5在大粒径岩土材料制样后，将A预制板、B预制板和C预制板与顶板连接，在剪切盒侧面安装位移传感器；6采用解调仪激活光纤光栅传感器并施加正应力至设定应力；待试样变形稳定后，施加水平应力进行直剪试验，剪切方向沿着预制板中滑槽的方向，直至试样破坏；7在直剪试验的剪切变形中，内部光纤光栅传感器的变形导致放射光波长发生改变，中心波长的漂移量ΔλB与所受的应变ε的关系如式2所示：ΔλB＝λB1-Pαε#2式中，λB为反射光的中心波长，ε为光纤光栅的应变，Pα是光纤的弹光系数，由光纤光栅的材料确定，由式3得出： 式中，ρ11是光纤的第一光学应力张量分量，ρ12是光纤的第二光学应力张量分量，v是光纤的泊松比，neff为光纤纤芯相对于自由空间中心波长的折射率；中心波长λB由式1得出：λB＝2neffΛ#1式中，neff为光纤纤芯相对于自由空间中心波长的折射率，Λ为光栅周期；8反射光返回解调仪后，解调仪对反射光分析后得到光纤光栅传感器上不同点的应变情况；根据光纤光栅传感器本身的弹性模量，由式4得出试样测点处的真实剪应力：τ1＝E1ε#4式中，τ1为测点的真实剪应力，E1为光纤光栅的弹性模量；9根据位移传感器所测得的位移以及施加应力，计算直剪试验过程中名义剪切力和名义剪应变，并得出剪切模量、剪切强度、黏聚力和摩擦角。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 河海大学 用于大粒径岩土材料力学特性测试的装配式剪切盒及方法