所述空心圓柱體直徑為900?1300mm、高度為300?350mm、周圍壁厚10?20mm、底面壁厚20?40mm;所述長方體邊長為900?1300mm、高度為300?350mm、周圍壁厚10?20mm、底面壁厚20?40mm。
[0015]前述的一種PCC粧內(nèi)摩擦力的測試裝置的使用方法，其特征在于，所述步驟A透明土由透明固體顆粒與孔隙液體制配而成，透明固體顆粒為粒徑為0.25_?2.0mm的全氟環(huán)狀聚合物顆粒或粒徑為0.1mm?1.0mm的恪融石英砂或粒徑為0.0lmm?0.075mm的無定形二氧化硅粉末，孔隙液體為糖溶液或氯化鈉溶液或酒精溶液或溴化鈣溶液。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下的有益效果:
本發(fā)明通過利用透明土、全比例尺的PCC粧、加載系統(tǒng)、壓力傳感器、激光源以及數(shù)碼相機組成的試驗裝置，可視化觀測全比例尺PCC粧在豎直位移作用下內(nèi)摩擦系數(shù)的大小，對比分析內(nèi)摩擦特性與外摩擦特性的差異性，對于研究全比例尺模型粧接觸面摩擦具有重要的意義，同時，本發(fā)明的試驗裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，易于實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的一種PCC粧內(nèi)摩擦力的測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明的一種PCC粧內(nèi)摩擦力的測試裝置的俯視圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0020]實施例1:測試PCC粧粧側(cè)內(nèi)摩擦力如圖1-2所示，一種PCC粧內(nèi)摩擦力的測試裝置，包括承臺19、模型粧2、模型槽1、激光源以及數(shù)碼攝像裝置。
[0021]制作模型粧2，模型粧2為模擬現(xiàn)場PCC粧全比例尺的模型粧，粧體制作材料可以是PC(聚碳酸酯)或有機玻璃材料(本實施例為有機玻璃)，內(nèi)徑為600?800mm，外徑為800?I 10mm(本實施例的模型粧內(nèi)徑600mm，外徑800mm)。模型粧2表面可以是光滑的、也可以是粗糙的。
[0022]制作模型槽I，模型槽I采用透明有機玻璃或透明鋼化玻璃制成，模型槽I的形狀為空心圓柱體或長方體，空心圓柱體直徑為900?1300mm、高度為300?350mm、周圍壁厚10?20mm、底面壁厚20?40mm;長方體邊長為900?1300mm、高度為300~350mm、周圍壁厚10?20mm、底面壁厚20?40mm。(本實施例模型槽為透明有機玻璃制成的空心圓柱體，直徑900mm，高300mm，周圍壁厚10mm，底面壁厚20mm) ο
[0023]配制透明土 3，透明土 3由透明固體顆粒與孔隙液體制配而成，透明固體顆粒為粒徑為0.25mm?2.0mm的全氟環(huán)狀聚合物顆?；蛄綖?.1mm?1.0mm的恪融石英砂或粒徑為
0.01mm~0.075mm的無定形二氧化娃粉末，孔隙液體為糖溶液或氯化鈉溶液或酒精溶液或溴化I丐溶液(本實施例透明土由粒徑為0.25mm?2.0mm的全氟環(huán)狀聚合物顆粒與鹿糖溶液混合配制)。
[0024]將模型槽I設置在承臺19上，承臺19制作材料為鋼材或者鋁材，模型粧2設置在模型槽I內(nèi)，且兩者之間留有間隙，模型粧2的粧芯部分填充透明土3，模型粧2與透明土3的接觸面上設有若干枚用于測試土體的側(cè)壓力的土壓力盒9，土壓力盒9沿模型粧2的內(nèi)壁圓周對稱布置，且高度方向上，透明土 3的上部、中部、下部均埋設有土壓力盒。模型槽I的底部和承臺19對應模型粧2的位置開設有4個通孔，直徑40?80mm(本實施例中通孔直徑60 mm)，通孔沿模型粧2的圓周均勻分布，每個通孔內(nèi)均設有傳力桿4，傳力桿4帶動模型粧2豎直方向移動，傳力桿4由直徑40?80mm(本實施例為60mm)圓柱體鋼管制成，模型槽I與傳力桿4之間設有橡膠材料制成的環(huán)形密封墊8。
[0025]傳力桿4底部還設有用于控制其豎直位移的加載系統(tǒng)7，且兩者之間設有壓力傳感器6和傳力板5;傳力桿4上部內(nèi)嵌于模型粧2的底部、下部固定在傳力板5上，傳力板5為圓形光滑鋼板制成，底部通過壓力傳感器6與加載系統(tǒng)7連接，壓力傳感器6通過數(shù)據(jù)線與采集系統(tǒng)相連，用于記錄傳力板5上的壓力。加載系統(tǒng)7可以施加設計速率的豎直位移，設計速率為
l-2mm/so
[0026]激光源均由激光器和線性轉(zhuǎn)換器組成，包括第一激光源10、第二激光源11、第三激光源13和第四激光源14，第一激光源10和第二激光源11設置在模型槽I的上方，通過支架18與承臺19固定，第三激光源13和第四激光源14設置在模型槽I的側(cè)面，位于模型粧對稱軸的兩側(cè)，通過激光源支座17固定在承臺19上。
[0027]數(shù)碼攝像裝置包括第一數(shù)相機12和第二數(shù)碼相機15，第一數(shù)相機12與支架18固定連接，設置在模型槽I的上方，且位于第一激光源10和第二激光源11的中間，用于從垂直方向上拍攝試驗畫面。承臺19上還設有環(huán)形滑軌16，環(huán)形滑軌16繞水浴槽4設置，第二數(shù)碼相機15與環(huán)形滑軌16活動連接，可沿環(huán)形滑軌16移動，滑軌19上設置有卡槽和刻度，用于固定第二數(shù)碼相機15，便于拍攝。
[0028]利用上述的測試裝置測試PCC粧內(nèi)摩擦力的方法，包括如下步驟:
A，制作模型槽、全比例尺的異形粧和透明土，尺寸、參數(shù)如前述。
[0029]B，將模型槽置于承臺上，將模型粧置于模型槽內(nèi)，將傳力桿穿過模型槽與傳力板相連，壓力傳感器連接傳力板與加載系統(tǒng)，開啟加載系統(tǒng)，根據(jù)設計的位移速率，施加豎直位移，記錄壓力傳感器的示數(shù)；
C，在模型粧內(nèi)填充透明土，在透明土與模型粧的接觸面上布置土壓力盒，在模型槽周圍布置環(huán)形滑軌，在模型槽上方和側(cè)面安裝激光源和數(shù)碼攝像裝置，數(shù)碼攝像裝置通過數(shù)據(jù)線與處理裝置連接;打開激光源，檢查其在透明土體內(nèi)部形成的顆粒切面明亮度，調(diào)整激光角度，分別使激光垂直和水平入射，打開對應的數(shù)碼攝像裝置，調(diào)整其鏡頭，使其能拍攝整個試驗畫面；
D，開啟加載系統(tǒng)，根據(jù)設計的位移速率(本實施例為lmm/s)，施加豎直位移，記錄土壓力盒和壓力傳感器的示數(shù)，在指定位移處，暫停加載；
模型槽側(cè)面的第三激光源和第四激光源的激光入射形成切面，由模型槽上方的第一數(shù)碼相機記錄土體位移規(guī)律；
模型槽上方的第一激光源和第二激光源的激光入射形成切面，由模型槽側(cè)面的第二數(shù)碼相機圍繞滑軌一周，在固定的卡槽位置記錄加載過程中接觸面和透明土內(nèi)部的位移規(guī)律；
E，重復步驟A~D，通過試驗裝置分析不同內(nèi)徑的模型粧內(nèi)摩擦系數(shù)的大小，重復制備透明土的過程中保持透明土的高度和密實度不變，以保證全比例尺模型粧周圍的圍壓不變。
[0030]實施例2:觀測PCC粧粧內(nèi)、外側(cè)接觸面摩擦特性
利用本發(fā)明的測試裝置的觀測PCC粧粧內(nèi)、外側(cè)接觸面摩擦特性的方法，包括如下步驟:
A，制作模型槽、全比例尺的異形粧和透明土，尺寸、參數(shù)如實施例1所述；
B，將模型槽置于承臺上，將模型粧置于模型槽內(nèi)，將傳力桿穿過模型槽與傳力板相連，壓力傳感器連接傳力板與加載系統(tǒng)；
C，在模型粧粧芯、模型粧外側(cè)與模型槽內(nèi)壁之間預留空間部分均填充透明土，保持內(nèi)外透明土高度與密實度一致，在透明土與模型粧的接觸面上布置土壓力盒，在模型槽周圍布置環(huán)形滑軌，在模型槽上方和側(cè)面安裝激光源和數(shù)碼攝像裝置，數(shù)碼攝像裝置通過數(shù)據(jù)線與處理裝置連接;打開激光源，檢查其在透明土體內(nèi)部形成的顆粒切面明亮度，調(diào)整激光角度，分別使激光垂直和水平入射，打開對應的數(shù)碼攝像裝置，調(diào)整其鏡頭，使其能拍攝整個試驗畫面；
D，開啟加載系統(tǒng)，根據(jù)設計的位移速率(本實施例為lmm/s)，施加豎直位移，記錄土壓力盒和壓力傳感器的示數(shù)，在指定位移處，暫停加載；
模型槽側(cè)面的第三激光源和第四激光源的激光入射形成切面，由模型槽上方的第一數(shù)碼相機記錄土體