[發明專利]松散土體斷裂韌度測試方法及系統

無效

• 申請號: 201110391683.4
• 申請日: 2011-12-01
• 公開（公告）號: CN102519805A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 陳洪凱;唐蘭;廖培偉;葉永;王林峰
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01N3/20
• 分類號: G01N3/20
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 侯懋琪;寸南華

1.一種松散土體斷裂韌度測試方法，其特征在于：將不同含水量、不同密實度的松散土體做成矩形試件；將矩形試件進行三點彎曲載荷連續加載；當矩形試件開始斷裂時，按下式計算被測試矩形試件的松散土體斷裂韌度：

式中：?K_Ⅰ為松散土體斷裂韌度，單位為；P為測量到的施加在試樣裂紋開口處的集中荷載，單位kN；S為兩個支點之間的間距，單位m；W為矩形試件的寬度，單位為mm；B為矩形試件的高度，單位為mm；a為均試件中預制裂縫切口的深度，單位為mm；

其中，矩形試件寬度W取400mm，高度B取200mm，長度L取1000mm，試件的中部設置有預制裂縫切口，且a＜W并要求a/W=0.45～0.55。

2.根據權利要求1所述松散土體斷裂韌度測試方法，其特征在于：三點彎曲載荷連續加載包括：將矩形試件有預制裂縫切口的一面對稱放置在兩個支點間，且將預制裂縫切口面向支點，在矩形試件預制裂縫切口處連續施加載荷，且載荷方向正對支點。

3.根據權利要求1所述松散土體斷裂韌度測試方法，其特征在于：該測試方法包括以下步驟：

⑴?按測試需要制作松散土體斷裂韌度測試所需的矩形試件；矩形試件的長度L、寬度W和高度B分別為1000mm、400mm和200mm；

⑵?按照實驗要求將矩形試件安置在矩形試件承放板上，要求將矩形試件有預制裂縫切口的一面對稱放置在兩個支點間，且將預制裂縫切口面向支點；其中，矩形試件中預制裂縫切口的深度a小于寬度W，且要求a/W=0.45～0.55；

⑶?將加荷器放置在矩形試件預制裂縫切口處的背面連續施加載荷，且載荷方向正對支點；

⑷?通過測試裝置交互式鍵盤輸入矩形試件參數，即矩形試件寬度W、高度B和開切裂縫深度a；

⑸?開啟加力器，對矩形試件施加連續載荷，直至矩形試件開始斷裂；

⑹?從測試裝置LED顯示屏讀取松散土體斷裂韌度K_Ⅰ，完成松散土體斷裂韌度的測試。

4.一種松散土體斷裂韌度測試系統，其特征在于：該系統包括試件安放裝置、荷載控制裝置和測量裝置，其中，

試件安放裝置包括二個荷載承受支座和一個矩形試件承放板；荷載承受支座的橫截面為等邊三角形，其邊長為30mm、高度為250mm；二個荷載承受支座成一直線固定在試驗臺面上，其中一個角作為支點直接承受矩形試件，二個支點之間的水平距離為800mm；矩形試件承放板與實驗臺面為滾動摩擦，放置在二個支點的一側；

荷載控制裝置包括：加荷器、定滑輪、加載線和加力器，其中，加荷器為邊長30mm、高度26mm的剛性等邊三角形，其中一角作為加載點置于矩形試件預制裂縫切口正對面；定滑輪設置在試驗臺面的邊角，其位置處于二個支點的中心；加載線通過定滑輪連接加荷器和加力器；其中，加力器為數控微型拉力計，最大張拉荷載為800N；

測量裝置包括交互式鍵盤、LED顯示屏和微處理器，通過信號傳輸線與荷載控制裝置的拉力器相連接；交互式鍵盤用于輸入矩形試件參數，LED顯示屏用于顯示輸入和測試參數；微處理器按照下式計算松散土體斷裂韌度K_Ⅰ的值并在LED顯示屏上顯示該值；

式中：P為測量到的施加在試樣裂紋開口處的集中荷載，單位kN；S為兩個支點之間的間距，單位m；?K_Ⅰ為松散土體斷裂韌度，單位為；W為矩形試件的寬度，單位為mm；B為矩形試件的高度，單位為mm；a為均試件中預制裂縫切口的深度，單位為mm；

其中，矩形試件寬度W取400mm，高度B取200mm，長度L取1000mm，試件中部的開切裂縫深度a＜W并要求a/W=0.45～0.55。

5.根據權利要求4所述松散土體斷裂韌度測試系統，其特征在于：矩形試件承放板包括二塊長度為500mm、寬度為450mm、厚度為10mm的薄板，平行擺放于支座與加荷器之間，并且，在加荷器對應位置留有一寬度與矩形試件預制裂縫切口寬度相同的縫隙。

6.根據權利要求4所述松散土體斷裂韌度測試系統，其特征在于：加荷器的上、下端面連接有二根平行的拉繩，拉繩的另一端連接有拉桿，拉桿的中部連接加載線，其中，二根拉繩的間距與矩形試件的高度B相同，二根拉繩的長度與矩形試件的寬度W相同。