[发明专利]砂颗粒纳米凝胶胶结的剪切和弯曲强度测试装置及其方法

摘要

本发明公开了一种砂颗粒纳米凝胶胶结的剪切和弯曲强度测试装置，包括纳米凝胶胶结成型装置、载荷施加装置、力测量装置、恒温水箱养护装置和数据采集及控制系统。所述纳米凝胶胶结成型装置包含依次连接的真空泵、抽气管、两侧开孔的有机玻璃套筒、纳米硅溶胶注射管和纳米硅溶胶储存容器；所述载荷施加装置包含底部固定装置、底座、上部滑块、施力杆和超声波直线电机。数据采集及控制系统与超声波直线电机、力测量装置和恒温水箱养护装置连接。本发明可以实现砂颗粒间的硅溶胶胶结区成型，通过增设恒温水箱养护来控制颗粒间硅溶胶形成凝胶的温度，同时通过超声波直线电机提高了小尺寸情况下胶结区剪切和弯曲强度的测量精度。

主权项

1.一种砂颗粒纳米凝胶胶结的剪切和弯曲强度测试装置，其特征在于：其包括纳米凝胶胶结成型装置、载荷施加装置、力测量装置、恒温水箱和数据采集及控制系统；所述纳米凝胶胶结成型装置包含依次连接的真空泵、抽气管、两侧开孔的有机玻璃套筒、纳米硅溶胶注射管和纳米硅溶胶储存容器；所述载荷施加装置包含底部固定装置、底座、上部滑块、施力杆和超声波直线电机，所述施力杆的一端与超声波直线电机连接，另一端与力测量装置连接，所述力测量装置为压力传感器；所述底部固定装置上设有用于剪切强度测试的第一凹槽和用于弯曲强度测试的第二凹槽，所述上部滑块上设有用于剪切强度测试的第三凹槽；所述数据采集及控制系统与超声波直线电机、力测量装置和恒温水箱连接；所述两侧开孔的有机玻璃套筒，有机玻璃套筒中放入A和B两个颗粒，有机玻璃套筒的内径与两个颗粒的直径相同，开孔处位于两个颗粒之间，一侧开孔与纳米硅溶胶注射管连接，另一侧开孔与抽气管连接，所述抽气管与真空泵连接；所述底部固定装置通过螺栓固定在底座上，底座放入恒温水箱中，底部固定装置上的第一凹槽和第二凹槽用来放置两颗颗粒中的B颗粒；所述上部滑块位于恒温水箱内，上部滑块上的第三凹槽用于固定两颗颗粒中的A颗粒。