[發明專利]一種用于測量界面粘附力的試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 202011115593.8
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112285019A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 方勇;劉伯成;周凱歌;陳焱;賈思楨;陳松潔;姚方正;王晨煒;婁建高;陶力銘;陳中天
• 申請（專利權）人: 西南交通大學;無錫地鐵集團有限公司;中鐵隧道集團三處有限公司
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 舒啟龍

本發明公開了一種用于測量界面粘附力的試驗裝置及方法，包括頂部平臺和設置在其下方的底座；頂部平臺和底座通過支架連接；頂部平臺和底座之間還設置有用于放置土樣的支撐平臺；頂部平臺下方設置有固定裝置，固定裝置通過設置在頂部平臺上的定速電機帶動其上下運動；固定裝置下方設置有用于壓制土樣的壓錘，固定裝置和壓錘之間設置有壓力傳感器；壓力傳感器連接控制裝置；本發明試驗裝置通過更換壓錘能夠測量土樣表面與各種金屬表面之間的粘附力；試驗條件更接近實際盾構施工的情況，從而使得粘附力更接近真實數值，能夠對實際盾構施工提供指導。

技術領域

本發明涉及粘附力測試技術領域，具體涉及一種用于測量界面粘附力的試驗裝置及方法。

背景技術

土壤粘附現象廣泛存在于工程機械、建筑機械、農業機械等工程領域，土壤粘附現象會造成機械工作阻力增大、能源消耗增加、工作質量變差、生產效率降低等問題。在地鐵的修建過程中該現象造成的影響尤其嚴重，要解決土壤粘附現象需要對土壤粘附的機理進行研究，在進行機理研究時常常需要測量土壤粘附力，因此土壤粘附力的精確測量具有重要的現實意義。

但是現有土壤粘附力的測量儀器，普遍具有可靠性差，精度不夠，加載過程波動較大的問題，這些問題影響了土壤粘附力測量結果的準確性。

發明內容

本發明針對現有技術存在的問題提供一種粘附力更接近實際數值的測量界面粘附力的試驗裝置及方法。

本發明采用的技術方案是：一種用于測量界面粘附力的試驗裝置，包括頂部平臺和設置在其下方的底座；頂部平臺和底座通過支架連接；頂部平臺和底座之間還設置有用于放置土樣的支撐平臺；頂部平臺下方設置有固定裝置，固定裝置通過設置在頂部平臺上的定速電機帶動其上下運動；固定裝置下方設置有用于壓制土樣的壓錘，固定裝置和壓錘之間設置有壓力傳感器；壓力傳感器連接控制裝置。

進一步的，所述定速電機的輸出軸連接旋轉螺栓一端，旋轉螺旋另一端連接固定裝置。

進一步的，所述支撐平臺可沿支架上下運動。

進一步的，所述支撐平臺上設置有用于支架穿過的通孔；支撐平臺下方對應通孔位置設置有調節螺栓。

進一步的，所述支撐平臺上設置有用于放置土樣的土樣盒。

進一步的，所述定速電機連接調速器。

進一步的，所述壓力傳感器連接到放大器，放大器連接控制裝置。

進一步的，所述土樣盒通過固定螺栓連接到支撐平臺。

一種用于測量界面粘附力的試驗裝置的測試方法，包括以下步驟：

步驟1：將土樣放置在支撐平臺上；

步驟2：將壓錘與壓力傳感器連接，調節支撐平臺高度至合適位置，土樣與壓錘表面相平行；

步驟3：控制裝置接收壓力傳感器采集信號；啟動定速電機，帶動壓錘向下運動，對土樣施壓；壓力達到設定值時關閉定速電機，穩定預設時間t；

步驟4：啟動定速電機向方向運動；

步驟5：當壓錘與土樣完全分離，記錄此時拉力；關閉定速電機和壓力傳感器；

步驟6：重復步驟1～步驟5，去掉異常數據，取平均值即可得到所需粘附力數值。

本發明的有益效果是：

（1）本發明試驗裝置通過更換壓錘能夠測量土樣表面與各種金屬表面之間的粘附力；

（2）本發明試驗條件更接近實際盾構施工的情況，從而使得粘附力更接近真實數值，能夠對實際盾構施工提供指導。

附圖說明

圖1為本發明試驗裝置的結構示意圖。