[发明专利]点/矩形荷载下差异材料界面试验装置及光弹试验方法

权利要求书

1.一种点/矩形荷载下差异材料界面试验装置，其特征在于：其包括试验平台、模型箱装置和加载系统，模型箱装置于试验平台上，且模型箱装置与试验平台均为水平放置，加载系统安装于试验平台上部对模型箱装置加卸载点或矩形荷载。

2.如权利要求1所述的点/矩形荷载下差异材料界面试验装置，其特征在于：所述试验平台包括底座平台、顶座平台和支撑螺杆，底座平台和顶座平台平行设置，并通过支撑螺杆连接；底座平台和顶座平台上均设有调平水准气泡装置，且试验顶座平台上的调平水准气泡装置向下投影后与试验底座平台上的调平水准气泡装置重合。

3.如权利要求1所述的点/矩形荷载下差异材料界面试验装置，其特征在于：所述加载系统包括活动加载装置和荷载装置，活动加载装置包括荷载传递杆导向套管、荷载传递导杆、导杆顶座、点接触杆，荷载传递杆导向套管固定于试验平台的上部，荷载传递杆穿过荷载传递杆导向套管，且荷载传递杆与荷载传递杆导向套管之间嵌有点接触导向球；荷载传递杆的一端与导杆顶座相连，另一端与点接触杆相连；荷载装置包括连续加卸载荷载装置和等荷载非连续加卸载荷载装置，通过导杆顶座加卸载。

4.如权利要求3所述的点/矩形荷载下差异材料界面试验装置，其特征在于：所述点接触杆一端与荷载传递杆连接，另一端与可调面积的矩形接触板相连。

5.如权利要求3或4所述的点/矩形荷载下差异材料界面试验装置，其特征在于：所述活动加载装置为4套。

6.如权利要求1所述的点/矩形荷载下差异材料界面试验装置，其特征在于：所述模型箱装置包括试验模型箱装置底座、后固定可透视面板、中固定可透视隔板、前可拆卸透视面板和模拟材料，后固定可透视面板固定于试验模型箱装置底座上，其前方通过连接件依次连接固定有中固定可透视面板、后固定可透视面板构成模型箱；试验模型箱装置底座上靠近前可拆卸透视面板处设有调平水准气泡装置；模拟材料置于该模型箱内，模拟材料的中心设有十字光标；前可拆卸透视面板的四个角点设有参考比例基点。

7.如权利要求6所述的点/矩形荷载下差异材料界面试验装置，其特征在于：所述模型材料包括矩形或六边形材料。

8.一种光弹试验方法，其特征在于：采用权利要求1-7任一项所述的装置，其包括以下步骤：

1)将不同性质的模型材料布置十字光标，并根据试验要求的间距将试验平台搭建于光弹试验仪前、后偏光镜之间，并将试验平台调平；

2)构建模型箱装置，将满足试验要求加工的不同性质的模型材料置于模型箱装置内，微调模型箱装置，使其与试验平台位于一个水平基准面上；

3)根据试验要求选择加卸载类型及量值，导杆顶座半径大小及厚度，点或矩形荷载及尺寸，将加载系统的活动加载装置安装于试验平台上部；

4)确定加卸载类型和量值及与模型材料的接触方式和接触位置，将符合试验要求的加卸载类型和量值施加于活动加载装置上；

5)通过非接触光电设备采集试验数据，通过对模型材料光标读取试验过程中模型材料受荷载后变形、偏转情况，并通过参考比例基点换算出实际情况来进行后续试验数据的处理与分析。

9.如权利要求8所述的光弹试验方法，其特征在于：若需研究不同的模型材料接触方式和接触位置、加卸载类型和量值对试验结果的影响，重复步骤3)-5)。

10.如权利要求8所述的光弹试验方法，其特征在于：所述模型材料为光弹材料，根据不同试验要求选定，根据尺寸大小模拟不同的土体性质，其按照试验尺寸要求冲切后，保证其洁净状态并在观测一面布置十字光标。

11.如权利要求8所述的光弹试验方法，其特征在于：所述步骤5)的处理分析是指在图像解析时，通过观测十字光标的位移大小和转角大小，换算出模型材料实际的应力和应变值大小。