[发明专利]离心式土壤切向粘附摩擦力测试装置及其测试计算方法

权利要求书

1.一种离心式土壤切向粘附摩擦力的测试计算方法，其特征在于：其测试装置是由均质旋转圆盘(1)、最小单片机系统(2)、连接键(3)、调速电机(4)、电机固定架(5)和固定螺栓(6)组成，最小单片机系统(2)固定设置在均质旋转圆盘(1)上，均质旋转圆盘(1)通过连接键(3)固定设置在调速电机(4)上端，调速电机(4)固定设置在电机固定架(5)上，电机固定架(5)通过固定螺栓(6)固定在工作台面上；

所述均质旋转圆盘(1)上设置有两根漆包导线(7)、触土试件安放槽(10)和单片机安放槽(11)，一根漆包导线(7)的一端连接最小单片机系统(2)的输出端，另一端连接在触土试件(9)上端，另一根漆包导线(7)的一端连接在最小单片机系统(2)的输入端，另一端连接在被测土壤(8)上端，单片机安放槽(11)设置在均质旋转圆盘(1)中心处，触土试件安放槽(10)设置在均质旋转圆盘(1)边缘处，触土试件安放槽(10)的厚度小于均质旋转圆盘(1)厚度；

所述单片机安放槽(11)设置在调速电机(4)轴杆与均质旋转圆盘(1)中心孔的固定处，所述单片机安放槽(11)为矩形；

所述均质旋转圆盘(1)的材料为有机玻璃或者钢制品；

所述的调速电机(4)的转速范围上限为10000r/min；

该测试计算方法，具体步骤如下：

一、设定均质旋转圆盘(1)的半径为R₀，其中0.1m＜R₀＜1m，厚度为h₀，其中0＜h₀＜0.05m，单片机安放槽(11)长宽范围为l₁＜0.04m,b₁＜0.04m，深度h₁＜0.01m；

将触土试件安放槽(10)设置在均质旋转圆盘(1)边缘距均质旋转圆盘(1)中心为R_i的距离处，其中0＜R_i＜R₀，触土试件安放槽(10)的长宽尺寸范围分别为l₂≤0.05m,b₂≤0.05m，深度h₂＜0.01m；

二、利用调速电机(4)带动均质旋转圆盘(1)以大于30r/min的转速作匀速旋转运动，在距离均质旋转圆盘(1)中心位置R_i处的位置在均质旋转圆盘(1)上固定一触土试件(8)，触土试件安放槽(10)的厚度小于触土试件的厚度，让被测土壤以自然或者压实的状态按可计算接触面积的形状均匀铺展在触土试件上表面，启动调速电机(4)，则土壤在触土试件(9)表面随均质旋转圆盘(1)一起作匀速旋转运动，通过控制调速电机(4)的转速，让调速电机(4)以增速的方式旋转，当转速达到n_ir/min时，其中n_i＞30r/min，土壤从触土试件(9)上沿着圆周运动的切向方向脱离触土试件(9)瞬间，记录调速电机(4)的转速，则被测土壤与其对应的触土试件(9)之间的切向粘附摩擦力可由公式：计算得到，式中：

F_τf为被测土壤与触土试件(9)之间的切向粘附摩擦力，单位：N；

M为被测土壤的重量，可由电子秤精量测定，单位：kg；

R_i为触土试件(9)的中心与圆盘中心之间的距离，单位：m；

n_i为电机的转速，单位：r/min。