[發明專利]一種用于SHPB實驗的松散顆粒體試樣的制備裝置及方法

在審

• 申請號: 202110060081.4
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112903383A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 陳駿;楊仁樹;易輝;張祥;趙康樸;楊國梁;楊立云
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/04
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種用于SHPB實驗的松散顆粒體試樣的制備裝置，其特征在于：包括操作臺、試樣固定裝置、壓力件以及施壓組件；

所述試樣固定裝置設在所述操作臺上，所述試樣固定裝置內設有試樣；

所述壓力件貫穿所述操作臺，所述壓力件的頂端位于所述試樣固定裝置的上方，所述壓力件的底端位于所述操作臺的下方；在所述壓力件的上方設有量表，所述試樣固定裝置、壓力件、以及量表同軸心設置；

所述施壓組件設在所述操作臺上且位于所述操作臺的下方，所述施壓組件與所述壓力件的底端連接；

所述施壓組件對所述壓力件施加壓力，帶動所述壓力件向下產生位移并將壓力傳遞給試樣固定裝置以及試樣。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：所述試樣固定裝置包括底座、下透水石、導環、護環、上透水石以及傳壓板；

所述底座呈頂部開口且內部中空的柱形，所述底座內部設有第一臺階部、第二臺階部以及第三臺階部，所述第二臺階部的直徑大于所述第一臺階部的直徑，所述第三臺階部的直徑大于所述第二臺階部的直徑；

所述下透水石設在所述第一臺階部；所述導環設在所述第二臺階部；

在所述下透水石上放置有帶有環刀的試樣，所述導環的內壁抵接所述環刀的外壁，所述導環的頂端低于所述環刀的頂端；

所述護環設在所述環刀上，所述護環的底部內壁向內凹陷形成定位槽，所述定位槽與所述環刀的頂部配合；

所述上透水石設在所述試樣上，所述傳壓板設在所述上透水石上，所述護環圍設在所述上透水石以及所述傳壓板的外壁。

3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：所述壓力件包括加壓塊以及分別設在所述加壓塊底端兩側的連接桿；

所述加壓塊的中心處沿豎直方向開設有螺紋孔，在所述螺紋孔內螺紋連接有調節釘，所述調節釘、試樣固定裝置以及量表的測量頭同軸設置；

所述連接桿貫穿所述操作臺，且所述連接桿的底端與所述施壓組件連接。

4.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于：所述施壓組件包括杠桿，所述杠桿通過鉸接座鉸接于所述操作臺的下方，所述鉸接座的頂端與所述操作臺的底端連接；

所述杠桿的一端連接有砝碼盤，另一端螺紋連接有平衡錘，在所述杠桿上鉸接有支撐座，所述支撐座位于所述砝碼盤與所述鉸接座之間且靠近所述鉸接座，所述連接桿的底端與所述支撐座連接。

5.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于：所述量表包括千分表。

6.一種用于SHPB實驗的松散顆粒體試樣的制備方法，其特征在于，包括：

將帶有環刀的試樣放入所述試樣固定裝置內；

調整平衡錘的位置，使杠桿保持平衡；

將試樣固定裝置安放到操作臺上，調整調節釘的高度，使調節釘的底端抵接所述試樣固定裝置的頂端；

調整千分表的位置，使千分表的測量頭抵接所述調節釘的頂端；

調節千分表的長針讀數為0，短針讀數為整數；

在砝碼盤上逐級施加荷載，并記錄千分表的讀數。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述將帶有環刀的試樣放入所述試樣固定裝置內之前，所述方法還包括：

使用環刀，將環刀刃口向下垂直壓入從現場取回的松散顆粒體中，直至環刀內充滿松散顆粒體，使用切土刀和/或鋼絲鋸整平環刀兩端面，環刀內的松散顆粒體即為待試驗的試樣。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述使用環刀，將環刀刃口向下垂直壓入從現場取回的松散顆粒體中，直至環刀內充滿松散顆粒體，使用切土刀和/或鋼絲鋸整平環刀兩端面，環刀內的松散顆粒體即為待試驗的試樣之前，所述方法還包括：

將從現場取回的原狀松散顆粒體放入擊實儀中，用擊實錘敲擊15～20次。