[发明专利]一种用于霍普金森试验中冻土碎块收集和筛分的装置

说明书

本发明涉及一种用于霍普金森试验中冻土碎块收集和筛分的装置。是由外层半圆形防护盖和内层半圆形防护盖通过耐低温强力胶粘合组成防护盖；防护盖通过活页铰链和定位销与支撑架和内层滑板连接；支撑架下部设有通风孔，支撑架上设有卡槽，支撑架内部放置低温温度计；控温试验箱和防护盖上分别设有杆孔和转轮孔用于通过霍普金森压杆和刮土转轮；卡槽、螺杆和支撑杆用于连接支撑架和电动振动筛；控制电源可置于可控温试验箱外；温度控制系统用于控制可控温试验箱的温度。本发明可防止冻土碎块二次破碎，尽可能的收集到更多的冻土碎块。并在试验后第一时间对冻土碎块进行筛分处理，提高试验数据的准确性。

技术领域

本发明专利涉及一种用于霍普金森试验中冻土碎块收集和筛分的装置。

背景技术

冻土，是一种由土颗粒、冰、液态水和气体四种基本成分所组成的非均质材料，由于冻土内部冰的存在，导致冻土表现出强烈的温度敏感性。冻土的动力学性能是冻土力学的重要组成部分，主要研究动荷载作用下冻土的变形和强度特征及土体的稳定性。霍普金森压杆实验技术是研究材料在中高应变率条件下动力学性能的实验方法，具有操作方便，结构简单以及加载波形容易控制等优点，很多国内外学者已将其应用到冻土材料方面的研究。冻土试样在受到冲击荷载作用后，通常会呈粉碎状破坏，此时不同粒径的冻土碎块将以很大的速度向四周飞溅，将会造成碎块收集不易、碎块碰撞导致二次破碎以及土体内的冰融化等一系列问题，必将导致实验数据的有效性降低。在中国实用新型专利说明书CN205317567U中公开了一种用于霍普金斯压杆的碎块收集和安全防护的装置，这种装置通过在防护箱上设置杆孔，在防护箱下方安置收集箱，能够回收冲击后的碎块。在中国实用新型专利说明书CN204536107U中公开了一种用于霍普金斯压杆的碎块收集和防护的装置，包括半圆形防护盖、收料盒和底座，半圆形防护盖用于碎块的反弹，底座起到固定作用，收料盒用于收集碎块。

在上述两种碎块收集和防护装置中，由于其考虑的对象仅仅是强度较高的脆性材料，如岩石、混凝土等，而并未针对冻土材料在受到冲击荷载作用后的破坏特征进行处理，如冻土碎块飞溅时与防护盖碰撞，会导致冻土二次破碎；冻土在收到冲击作用后由于瞬时高温作用导致冻土软化，与防护盖碰撞时土样会粘结在防护盖上；碎块收集过程中由于环境温度变化导致碎块变形等问题。且其仅仅对冲击后的碎块进行简单的收集，而在后续的实验分析时，通常需要将收集的碎块进行粒径筛分处理，若不能在第一时间对冻土碎块进行筛分，后续的筛分步骤必将由于人为原因引起数据误差。

发明内容

本发明专利提供了一种用于霍普金森试验中冻土碎块收集和筛分的装置。这种装置针对冻土材料的温度敏感性和冲击后的软化特性，能够高效收集冲击后的冻土碎块，并能实现收集后自动筛分碎块粒径的目的。

实现上述目的的技术解决方案如下：

一种用于霍普金森试验中冻土碎块收集和筛分的装置，由外层半圆形防护盖、内层半圆形防护盖、内层滑板、支撑架、支撑底座、刮土转轮、电动振动筛、定位销、活页铰链、通风孔、低温温度计、导线孔、杆孔、转轮孔、卡槽、螺杆、支撑杆、可控温试验箱、控制电源、温度控制系统和导线组成。外层半圆形防护盖和内层半圆形防护盖通过耐低温强力胶粘合组成防护盖；内层滑板与防护盖通过耐低温强力胶粘合；防护盖通过活页铰链和定位销与支撑架连接；支撑架一侧设有定位销和活页铰链，支撑架下部设有通风孔，支撑架上设有杆孔和卡槽，支撑架下方设置有支撑底座，支撑架内部设有低温温度计；支撑杆通过耐低温强力胶粘结在电动振动筛左右两侧；控温试验箱设有杆孔和转轮孔；防护盖上设有转轮孔；支撑架和可控温试验箱上均设有导线孔；电动振动筛通过导线与控制电源相连；控制电源可置于可控温试验箱外；可控温试验箱通过导线与温度控制系统相连。