[發明專利]動態沖剪實驗裝置及實驗方法

有效

• 申請號: 202210547366.5
• 申請日: 2022-05-11
• 公開（公告）號: CN114755096B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 姚偉;陳靜茜;徐穎;夏開文;李星;趙格立
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/30;G01N3/12
• 代理公司: 廣州德科知識產權代理有限公司 44381
• 代理人: 黃文靜;萬振雄

本發明公開了一種動態沖剪實驗裝置及實驗方法，該動態沖剪實驗裝置包括圍壓缸、入射桿和透射桿。其中，圍壓缸包括缸體、第一擋板和與第一擋板相對的第二擋板，第一擋板上設有第一孔，第二擋板上設有第二孔，入射桿部分穿過第一孔與圍壓缸連接，透射桿部分穿過第二孔與圍壓缸連接。本發明通過將試樣夾持在入射桿和透射桿之間，然后通過入射桿向試樣施加入射波，即通過入射桿向試樣施加動態荷載，從而實現對試樣進行沖剪實驗的目的。此外，本發明提供的動態沖剪實驗裝置還通過設置圍壓缸，從而能夠對試樣施加圍壓以模擬試樣在自然環境中受到的圍壓，進而實現在圍壓作用下對試樣進行動態沖剪實驗，有利于更加準確地獲取試樣的動態沖剪數據。

技術領域

本發明涉及動態力學試驗技術領域，尤其涉及一種動態沖剪實驗裝置及實驗方法。

背景技術

為保證深部能源開采的安全性，需對深部巖石進行動力學性質研究。在相關技術中，為獲取深部巖石的動態沖剪數據，常常采用霍普金森壓桿對深部巖石進行動態沖剪實驗，以獲取深部巖石的動態沖剪數據。然而，傳統的霍普金森壓桿無法模擬深部巖石在自然環境中受到的各種作用力，從而無法準確獲得深部巖石的動態沖剪數據。

發明內容

本發明實施例公開了一種動態沖剪實驗裝置及實驗方法，能夠為試樣提供圍壓，以實現準確獲取試樣的動態沖剪數據的目的。

為了實現上述目的，第一方面，本發明公開了一種動態沖剪實驗裝置，所述動態沖剪實驗裝置用于沖剪試樣，該動態沖剪實驗裝置包括：

圍壓缸，所述圍壓缸用于充注液體，以為所述試樣施加圍壓，所述圍壓缸包括缸體、第一擋板和與所述第一擋板相對的第二擋板，所述第一擋板和所述第二擋板分別設置于所述缸體的兩端，所述第一擋板上設有第一孔，所述第二擋板上設有第二孔；

入射桿，所述入射桿部分穿過所述第一孔與所述圍壓缸連接，所述入射桿用于向所述試樣施加入射波；以及

透射桿，所述透射桿部分穿過所述第二孔與所述圍壓缸連接，所述入射桿和所述透射桿用于夾持所述試樣。

作為一種可選的實施方式，在本發明的實施例中，所述入射桿包括入射桿主體和與所述入射桿主體相連的沖頭，所述沖頭位于所述入射桿主體和所述透射桿之間，所述入射桿主體用于向所述試樣施加入射波，所述沖頭用于接收所述入射桿主體發出的所述入射波并將所述入射波傳遞至所述試樣。

作為一種可選的實施方式，在本發明的實施例中，所述沖頭由第一圓柱體和第二圓柱體一體形成，所述第一圓柱體的底面圓心與所述第二圓柱體的底面圓心重疊，所述第一圓柱體與所述入射桿主體連接，且所述第二圓柱體的底面面積小于所述第一圓柱體的底面面積。

作為一種可選的實施方式，在本發明的實施例中，所述入射桿主體和所述沖頭的連接處設有固定筒，所述固定筒包覆在所述入射桿主體和所述沖頭的連接處的外周。

作為一種可選的實施方式，在本發明的實施例中，所述動態沖剪實驗裝置還包括第一適配器，所述第一適配器包覆在所述沖頭和所述固定筒的外周，所述第一適配器具有第一端面和與所述第一端面相對的第二端面，所述沖頭與所述試樣的接觸面與所述第一端面位于同一平面上，所述第二端面與所述第一擋板連接。

作為一種可選的實施方式，在本發明的實施例中，所述透射桿包括透射桿主體和與所述透射桿主體相連的第二適配器，且所述第二適配器設于所述透射桿主體和所述入射桿之間，所述第二適配器朝向入射桿的一側設有凹槽，所述凹槽用于容置沖剪后的所述試樣。

作為一種可選的實施方式，在本發明的實施例中，所述入射桿上設有第一應變片，所述第一應變片用于檢測所述入射桿對所述試樣施加的所述入射波以及所述入射波經所述試樣反射后的反射波；

所述透射桿上設有第二應變片，所述第二應變片用于檢測所述入射波透過所述試樣后的透射波。