一种便携可调的惯性加载实验装置

摘要

一种便携可调的惯性加载实验装置，利用惯性迟滞原理，实现对振动平台上的试件进行随平台往复运动惯性加载。装置随平台移动，可避免使用固定支架反力加载对振动源的干扰，特别适合进行岩石类试样在振动载荷作用下原次生裂隙扩展等研究。整套装置由三部分组成，分别是限位系统，装夹基座和固定系统。限位系统与水平滑台台面固定，两侧翼板可防止试样振动断裂后基座滑出水平台面；装夹基座的两侧夹板，用来装夹一部分试样，在其顶端安装有一个滚动轴承，基座上表面可用螺栓安装配重；固定系统与振动平台固定，用于固定试样，使被固定的试样整体与振动平台台面同步振动。由于装夹基座（含配重）与台体不固定，从而实现惯性迟滞加载。

主权项

一种便携可调的惯性加载实验装置，其特征在于：它包括限位板（1）、安置于限位板（1）下方的基座（4）和与基座（4）相对应夹持试样(6)的固定架（8），限位板（1）的两侧设有翼板（2）；所述的基座(4)为一开口向下的框形架，框形架上部两侧的夹板上设有螺纹杆一（3）、下部设有固定试样(6)的螺纹杆二（10），基座(4)的顶端设有减小摩擦力的滚动轴承（12）基座的上表面上设有用于加载的配重（11）；所述两侧的夹板上有用于螺纹杆一（3）和螺纹杆二（10）位置调节的方孔槽（13）；所述的固定架（8）包括对称设在试样（6）两侧的方形垫块（7）和穿过方形垫块（7）固定在试样（6）上的螺纹杆三（9）；通过限位板、基座和固定架分别夹持试件的不同端部，限位板固定在振动平台上，基座不固定，靠滚轮支撑在限位板内做惯性迟滞运动；实验时采用正弦振动的形式，固定振幅幅值为15mm，而频率则从5Hz开始逐步增加直至试样破坏；实验前，先将限位板（1）固定于振动平台上，然后将基座（4）放置在限位板的翼板（2）之间，根据试样（6）装夹位置装配螺纹杆一（3）、螺纹杆二（10）、固定架（8）和螺纹杆三（9），将试样（6）一端安装在基座（4）上，另一端通过固定架（8）固定，并将固定架（8）固定于振动平台上，依据实验需求加载配重（11），保证装夹的每次试样装载位置都相同，即将固定架（8）的上端固定到试样（6）的引导裂隙处，然后逐步升高振动平台的振动频率，使得试样（6）的引导裂隙达到起裂的临界值开始萌生裂隙，直至裂隙扩展导致整个试样失稳破坏；将装有试样（6）的加载固定装置放于振动台上，振动时，加载固定装置的固定架和基座由于惯性的差异，试样（6）在框形架内小幅摆动，带动整个加载固定装置左右摆动，基座（4）上的滚动轴承（12）将滑动变为滚动以减少摩擦；当振动方向发生改变时产生振动不同步，而使试样在引导裂隙处产生错动；在实验过程中，用相机对试样从振动开始至整个试样失稳破裂的全过程进行视频记录，并记下整块试样贯穿破裂时的振动频率。