[发明专利]一种土体Ⅱ型断裂试验用矫正装置

说明书

本发明公开了一种土体Ⅱ型断裂试验用矫正装置，包括两套矫正器，两套矫正器对称设置在试样的长边两侧；试样放置在Ⅱ型断裂装置平台上，且具有与长边相平行的两条预制裂缝；每套矫正器均包括控制器、测力传感器、矫正板、伸缩杆、接触传感器和位移传感器；控制器，用于驱动矫正板的伸缩运动；测力传感器用于检测矫正板与试样之间的挤压力；接触传感器用于检测矫正板与试样的接触情况；位移传感器用于检测矫正板的伸缩位移；本发明中矫正装置抵靠在试样左右两侧，使试样受到一对剪切力的作用时，防止试样裂缝尖端向裂缝两侧开裂，试样在裂缝处向两侧分开的情况，避免断裂方式从Ⅱ型断裂向Ⅰ—Ⅱ型混合断裂发展，甚至转变为Ⅰ型断裂，实现纯Ⅱ型断裂。

技术领域

本发明涉及土工试验装置，特别是一种土体Ⅱ型断裂试验用矫正装置。

背景技术

断裂是由于新裂缝萌生或已存在裂缝的扩展而引起的一种破坏过程，是材料和结构的破坏失效形式之一。在断裂力学中，裂缝扩展按其受力状态可分为三种基本类型，即：张开型（也即I型）、滑开型（也即Ⅱ型）和撕开型（也即III型），分别如图1所示。在土体断裂破坏中，主要涉及I型和Ⅱ型断裂两种，本发明主要适用于纯Ⅱ型断裂的研究。

申请号为CN201210518436.0的中国发明专利，其发明名称为“ 土体剪切断裂破坏试验装置及方法 ”，包括有底座、前挡板、推力提供装置、荷重传感器、位移传感器和数据采集器；前挡板安装在底座的端部，推力提供装置安装在底座上，推力提供装置的动力输出端通过荷重传感器与推力板连接，位移传感器设置在推力板和推力提供装置之间，推力板通过第一滑轨设置在底座上，在推力板与前挡板之间用于安放试样的底座上设置有第二滑轨，推力板与前挡板分别位于试样裂缝的左右两侧，位移传感器和荷重传感器的数据输出端与数据采集器的数据接收端连接。

上述专利申请，虽然能够加载II型断裂，然而，还存在着如下不足，有待进一步改进：

试样在向前推动时，没有左右两侧的抵挡，很容易造成试样的预制裂缝尖端向两侧开裂，从而使断裂方式从Ⅱ型断裂向Ⅰ—Ⅱ型混合断裂发展，但如果在左右两侧施加荷载防止试样裂缝尖端向裂缝两侧开裂，又会使裂缝尖端摩擦力增大从而造成二型断裂的断裂韧度KIC变大，造成测量值偏大的现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种土体Ⅱ型断裂试验用矫正装置，该土体Ⅱ型断裂试验用矫正装置抵靠在试样左右两侧，使试样在一对剪切力的作用下，防止试样裂缝尖端向裂缝两侧开裂，试样在裂缝处向两侧分开的情况，避免断裂方式从Ⅱ型断裂向Ⅰ—Ⅱ型混合断裂发展，甚至转变为Ⅰ型断裂，实现纯Ⅱ型断裂。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种土体Ⅱ型断裂试验用矫正装置，包括两套矫正器，两套矫正器对称设置在试样的长边两侧。试样放置在Ⅱ型断裂装置平台上，且试样具有与长边相平行的两条预制裂缝。

每套矫正器均包括控制器、测力传感器、矫正板、伸缩杆、接触传感器和位移传感器。

控制器，用于驱动矫正板的伸缩运动。

测力传感器用于检测矫正板与试样之间的挤压力。

矫正板均用于对试样左右侧向位移进行限位阻挡，防止试样向两侧开裂。

位移传感器用于检测矫正板的伸缩位移。

接触传感器安装在邻近试样一侧的矫正板上，用于检测矫正板与试样的接触情况。

控制器位置固定，并通过伸缩杆与矫正板相连接。

每套矫正器中的控制器、测力传感器、矫正板、伸缩杆、接触传感器和位移传感器各具有两个，测力传感器和位移传感器均安装在对应的伸缩杆上，接触传感器安装在与伸缩杆相对应的邻近试样一侧的矫正板上。

控制器采用调速电机进行控制。