(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210688005.2 (22)申请日 2022.06.16 (71)申请人 河海大学 地址 211100 江苏省南京市江宁区佛城西 路8号 (72)发明人 田韵　周继凯　邰雅婷　宋柯贤　 许滢磊　刘邵玮　付亮亮　武玥　 王继尧　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 专利代理师 余俊杰 (51)Int.Cl. G01N 3/30(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 用于霍普 金森压杆的测试混凝土-岩石界面 冲击抗剪性能的装置及方法 (57)摘要 本发明公开了用于霍普金森压杆的测试混 凝土‑岩石界面冲击抗剪性能的装置及方法， 所 述装置包括通过固定装置固定于设备支座上的 下剪切盒， 下剪切盒包括对称设置的两块钢板， 其中一块为下剪切盒可滑动钢板， 另一块与固定 装置一体化设置； 下剪切盒上方设有上剪切盒， 上剪切盒包括对称设置的两块钢板， 其中一块钢 板外侧设有入射杆， 另一块钢板外侧设有透射 杆。 与现有 技术相比， 本发明具有以下优点： 所述 装置优化了整体结构， 大多采用可拆卸安装方 式， 并将入射杆和上剪切盒一体化设置， 保证在 施加荷载时二者共同运动； 所述装置和方法能够 直接测量不同冲击速率下的剪切荷载； 且适用于 多尺寸的试件， 实现复杂应力下的压减 破坏。 权利要求书2页 说明书4页 附图5页 CN 114993858 A 2022.09.02 CN 114993858 A 1.用于霍普金森压杆的测试混凝土 ‑岩石界面冲击抗剪性 能的装置， 其特征在于， 所述 装置包括通过固定装置(13)固定于设备支 座(15)上的下剪切盒(12)， 下剪切盒(12)包括对 称设置的两块钢板， 其中一块为下剪切盒可滑动钢板(11)， 另一块与固定装置(13)一体化 设置； 下剪切盒(12)上方设有上剪切盒(3)， 上剪切盒(3)包括对称设置的两块钢板， 其中一 块钢板外侧设有入射杆(7)， 另 一块钢板外侧设有透射杆(9)， 入射杆(7)与钢板之间设有 PVDT动态压力传感器(10)， 入射杆(7)上设有应变片(8)； 上剪切盒(3)内设有承力板(5)， 承 力板(5)上 方设有拉压传感器(6)， 传感器连接有数显 仪表(16)。 2.根据权利要求1所述的用于霍普金森压杆的测试混凝土 ‑岩石界面冲击抗剪性能的 装置， 其特征在于， 上剪切盒(3)和下剪切盒(12)上均 设有剪切盒螺杆(4)， 剪切盒螺杆(4) 设于钢板四个角上， 且贯 穿两块钢板 。 3.根据权利要求1所述的用于霍普金森压杆的测试混凝土 ‑岩石界面冲击抗剪性能的 装置， 其特征在于， 上剪切盒(3)和 入射杆(7)之间设有连接件(1)， 入射杆(7)和连接件(1) 通过胶水层(2)固定连接 。 4.根据权利要求3所述的用于霍普金森压杆的测试混凝土 ‑岩石界面冲击抗剪性能的 装置， 其特 征在于， 连接件(1)通过剪切盒螺杆(4)固定 于钢板上。 5.根据权利要求1所述的用于霍普金森压杆的测试混凝土 ‑岩石界面冲击抗剪性能的 装置， 其特征在于， 下剪切盒(12)和固定装置(13)之间开设下剪切盒与固定装置对应的螺 丝孔位(17)， 并通过螺 栓固定连接 。 6.根据权利要求1所述的用于霍普金森压杆的测试混凝土 ‑岩石界面冲击抗剪性能的 装置， 其特征在于， 下剪切盒(12)内设有混凝土 ‑岩石试件， 混凝土 ‑岩石试件的界面(14)高 于下剪切盒(12)钢板的界面。 7.根据权利要求1所述的用于霍普金森压杆的测试混凝土 ‑岩石界面冲击抗剪性能的 装置， 其特征在于， 承力板(5)置于混凝土 ‑岩石试件上， 混凝土 ‑岩石试件的界面(14)低于 上剪切盒(3)钢板的界面； 且混凝土 ‑岩石试件的界面(14)位于下剪切盒(12)钢板界面和上 剪切盒(3)钢板界面的水平中线上。 8.权利要求1 ‑7任一所述用于霍普金森压杆的测试混凝土 ‑岩石界面冲击抗剪性能的 方法， 其特 征在于， 所述方法包括以下步骤： S1、 对岩石试件的粘结面预处理， 将岩石试件放入制作好的试模中， 浇筑混凝土， 养护 至待测龄期， 制得混凝 土‑岩石试件； S2、 标定PVDT动态压力传感器(10)， 将传感器视作普通抗压圆柱试件， 贴在入射杆(7) 和透射杆(9)之间， 利用霍普金森压杆设备冲击， 通过调节子弹速度， 得到不同冲击速度下 的应力， 完成对传感器的标定； S3、 在上剪切盒(3)的一侧钢板上粘贴PVDT动态压力传感器(10)， 采用胶水层(2)将连 接件(1)固定在入射杆(7)上， 对齐连接件(1)与上剪切盒(3)钢板上的螺纹孔， 穿过剪切盒 螺杆(4)， 并通过螺 栓将入射杆(7)、 连接件(1)固定 于上剪切盒(3)的钢板上； S4、 将下剪切盒(12)通过固定装置(13)固定于设备支座(15)上， 放入混凝土 ‑岩石试 件， 调节剪切盒螺杆(4)、 移动下剪切盒可滑动钢板(11)夹紧试件， 保证试件与下剪切盒 (12)之间不会产生相对滑 移； S5、 调整入射杆(7)高度， 使得上剪切盒(3)高于混凝土 ‑岩石试件的界面(14)的距离与权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114993858 A 2下剪切盒(12)低于混凝 土‑岩石试件的界面(14)的距离相等； S6、 调节上剪切盒(3)上的剪切盒螺杆(4)， 使得上剪切盒(3)上的钢板夹紧混凝土 ‑岩 石试件； S7、 将拉压传感器(6)和承力板(5)连接好后置于S6中的试件上表面， 并通过分离式液 压千斤顶 施加压应力； S8、 采用霍普金森压杆进行冲击加载， 调节子弹速度， 得到不同冲击速度及压应力下的 混凝土‑岩石试件界面的剪切应力 ‑位移曲线。 9.根据权利要求8所述的用于霍普金森压杆的测试混凝 土‑岩石界面冲击抗剪性能的方 法， 其特征在于， 剪切位移 μ通过应变片(8)测量得到， 计算公式为： 其 中， c0为波在杆中的传播速度为5 060‑5100m/s， εi为入射应 变， εr为反射应 变。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114993858 A 3