[发明专利]一种磁悬浮式土体剪切型断裂试验的矫正方法

说明书

本发明公开了一种磁悬浮式土体剪切型断裂试验的矫正方法，包括步骤1，矫正前准备；步骤2，试样位置矫正：两套矫正板均根据试样的尺寸同步相向运动相同位移，保证试样上的两条预制裂缝位于间隔缝隙的正上方，且试样与矫正板接触；步骤3，试验前矫正：两块矫正板缓慢反向运动，当两块矫正板与土体试样的左右两侧边相接触，但无挤压力时，保持此位置不动，形成矫正位姿；步骤4，试验中矫正：推动动力板前进，向试样施加水平荷载，矫正板始终保持矫正位姿不动，从而使本发明能防止预制裂缝从尖端向两侧开裂，试样在裂缝处向两侧分开的情况，遏制从Ⅱ型断裂向Ⅰ—Ⅱ型混合断裂的发展趋势，实现纯Ⅱ型断裂。

技术领域

本发明涉及土工试验方法，特别是一种磁悬浮式土体剪切型断裂试验的矫正方法。

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，没有左右两侧的压力，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，而提供一种磁悬浮式土体剪切型断裂试验的矫正方法，该磁悬浮式土体剪切型断裂试验的矫正方法能在试样左右两侧形成抵靠，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：

一种磁悬浮式土体剪切型断裂试验的矫正方法，包括如下步骤。

步骤1，矫正前准备：三个磁悬浮装置中的垂直电磁线圈、水平电磁线圈均通入设定大小方向的电流，使得三个磁悬浮装置带动土体试样同步上升至设定高度，并与三个磁悬浮支座相分离，从而处于悬浮状态，并根据预制裂缝来调整磁悬浮平台位置，并使三个磁悬浮平台稳定在该位置，不会轻易晃动。将土体试样，放置在中三个磁悬浮装置的正上方，预制裂缝尽可能对齐磁悬浮平台之间的间隔缝隙。

步骤2，试样位置矫正：两套矫正器的矫正板在对应控制器的作用下，均根据试样的尺寸同步相向运动相同位移，如果此时试样不在间隔缝隙的正上方，在一侧矫正板挤压力的作用下，试样上的两条预制裂缝位于间隔缝隙的正上方。继续对试样施加微小的挤压力，保证两侧矫正板与试样均接触，且该挤压力很小，不会对试样及预制裂缝产生影响。

每块矫正板的形状和大小均优选与土体试样的长侧边相同。

步骤3，试验前矫正：两块矫正板在对应控制器的作用下，缓慢反向运动，当两块矫正板与土体试样的左右两侧边相接触，但无挤压力时，保持此位置不动，形成矫正位姿。此时，接触传感器能检测到矫正板与土体试样相接触，但测力传感器检测到的挤压力为零。