本发明涉及力学性能测试，尤其涉及一种冰/岩界面脱黏微型离心试验装置和方法。
背景技术：
1、由多种材料组成的复合材料，在材料的过度界面，其界面的力学性质往往会不同于构成它的各种材料，复合材料中的界面往往会成为影响该材料力学性质的主要因素。例如，在寒冷地区进行工程建设，混凝土在寒区环境中与冻土接触面处的力学性质变化，对建筑物的稳定性有着很大影响。边坡中冻融界面处力学性质，随着温度发生改变，是导致寒区边坡失稳的重要原因。因此，研究界面处的力学性质非常重要。
2、目前，已经有许多测试界面强度的实验方法，然而岩石的抗剪、抗拉等传统测试界面强度的方法，通常一次实验只能对一个试样进行测试，试验消耗时间较多，在进行多次重复过程中操作难以保持完全一致，容易产生离散误差。如果需要对试样进行不同工况的界面强度测试，还需要换用不同的实验仪器，操作繁琐。
3、因此，研发一种可以同时对多个试样、不同工况试样进行试验的界面强度测试试验是十分必要的。
技术实现思路
1、本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种冰/岩界面脱黏微型离心试验装置和方法。
2、本发明的一种冰/岩界面脱黏微型离心试验装置，包括温控箱、转盘、驱动件、高速摄像头、和多个角度调节器，所述转盘水平设置在所述温控箱内，多个角度调节器以同一圆心相同半径等距离周向设置在所述转盘上，所述驱动件与所述转盘传动连接，以驱动所述转盘绕该圆心自转；所述高速摄像头设置在所述转盘的上方，用于记录位于所述角度调节器上的试样状态。
3、进一步的，所述角度调节器包括限位框组件、角度限位件和两个固定座，所述限位框组件包括框体和固定设置在所述框体两端的转轴，所述框体两端的转轴可转动的设置在两个所述固定座上，且通过角度限位件将其限位在任一转动角度。
4、进一步的，所述框体的两侧均设有螺纹孔，所述螺纹孔上可拆卸的安装有第一螺杆。
5、进一步的，所述固定座的上端开口，且开口处设有放置所述转轴的凹槽，所述限位件包括垂直贯穿开口的第二螺杆；和\或，
6、一转轴上还设有角度刻盘。
7、进一步的，还包括真空泵，所述真空泵与所述温控箱通过管道相连通。
8、进一步的，所述控制系统与所述温控箱、驱动件和高速摄像头电连接。
9、进一步的，所述驱动件包括伺服电机，所述伺服电机设置在所述温控箱内，所述伺服电机的驱动端与所述转盘的该圆心驱动连接。
10、进一步的，还包括基座，所述伺服电机设置在所述基座内。
11、进一步的，所述温控箱的内壁上还铺设有防撞层。
12、一种冰/岩界面脱黏微型离心试验方法，采用上述的冰/岩界面脱黏微型离心试验装置；具体步骤如下：
13、s1、制备具有不同黏结强度的冰/岩界面试样；
14、s2、将试样安装在角度调节器上；
15、s3、利用真空泵对温控箱进行抽气，并设置温控箱的温度，使其温度至预设温度；预设温度与冰/岩界面试样制冰温度一致；
16、s4、启动驱动件和高速摄像头，利用高速摄像头全程记录试样破坏过程中的状态，并记录界面发生破坏时刻的转速；
17、s5、通过公式，计算得到试样发生破坏时作用在界面上荷载大小，即得到计算得到冰/岩界面的强度参数f；
18、
19、式中，mice为冰的质量，r为试样距转盘圆心的距离，n为破坏时刻的转速，θ为界面与水平面的夹角，a为界面面积，σn和στ分别表示界面法向和切向应力。
20、进一步的，制备具有不同黏结强度的冰/岩界面试样的具体步骤如下：采用机械雕刻的方法，制作具有不同粗糙度的岩面的岩体，然后再将岩体以粗糙的岩面朝上放置在模具中，再在模具中加水制冰并放置在0℃环境中冻结一段时间，脱去模具，在冰体上加上不同的法向荷载，放置在具有预设温度的环境中，表征不同成冰温度的成冰过程中承受的不同压力。
21、进一步的，改变成冰温度和测试过程中温控箱的环境温度，分析冰/岩界面强度与环境温度之间的关系，建立冰/岩界面黏结强度与温度的关系模型。
22、本发明通过单次试验可实现同时对多个试样进行加载，同时对多个试样、不同工况试样进行试验的界面强度测试试验，从而缩短试验耗时，并降低操作引起的离散误差；可通过角度调节器，控制试样界面的倾斜角度，实现从直剪，到斜剪，再到直接拉伸的任意工况界面强度测试，避免了传统试验方法引起的加载困难、加载不均匀等缺点；通过真空抽气泵，实现试验的低风阻环境，保证试验精度；通过高速摄像头观测试验过程中试样变化，并记录界面破坏时刻的驱动件转速。
23、本发明的一种冰/岩界面脱黏微型离心试验方法，可以同时测试不同黏结强度的冰/岩界面试样的冰/岩界面的强度参数，并且可以通过改变制样和测试环境中的温度，分析冰/岩界面强度与环境温度之间的关系，建立冰/岩界面黏结强度与温度的关系模型。
1.一种冰/岩界面脱黏微型离心试验装置，其特征在于：包括温控箱(1)、转盘(2)、驱动件(3)、高速摄像头(4)、和多个角度调节器(5)，所述转盘(2)水平设置在所述温控箱(1)内，多个角度调节器(5)以同一圆心相同半径等距离周向设置在所述转盘(2)上，所述驱动件(3)与所述转盘(2)传动连接，以驱动所述转盘(2)绕该圆心自转；所述高速摄像头(4)设置在所述转盘(2)的上方，用于记录位于所述角度调节器(5)上的试样状态。
2.如权利要求1所述的一种冰/岩界面脱黏微型离心试验装置，其特征在于：所述角度调节器(5)包括限位框组件(51)、角度限位件(52)和两个固定座(53)，所述限位框组件(51)包括框体(511)和固定设置在所述框体(511)两端的转轴(512)，所述框体(511)两端的转轴(512)可转动的设置在两个所述固定座(53)上，且通过角度限位件(52)将其限位在任一转动角度。
3.如权利要求2所述的一种冰/岩界面脱黏微型离心试验装置，其特征在于：所述框体(511)的两侧均设有螺纹孔(513)，所述螺纹孔(513)上可拆卸的安装有第一螺杆(54)。
4.如权利要求2所述的一种冰/岩界面脱黏微型离心试验装置，其特征在于：所述固定座(53)的上端开口(531)，且开口(531)处设有放置所述转轴(512)的凹槽，所述角度限位件(52)包括垂直贯穿开口(531)的第二螺杆(521)；和\或，
5.如权利要求1所述的一种冰/岩界面脱黏微型离心试验装置，其特征在于：还包括控制系统(6)，所述控制系统(6)与所述温控箱(1)、驱动件(3)和高速摄像头(4)电连接。
6.如权利要求1所述的一种冰/岩界面脱黏微型离心试验装置，其特征在于：还包括真空泵(7)，所述真空泵(7)与所述温控箱(1)通过管道相连通。
7.如权利要求1所述的一种冰/岩界面脱黏微型离心试验装置，其特征在于：所述驱动件(3)包括伺服电机(31)，所述伺服电机(31)设置在所述温控箱(1)内，所述伺服电机(31)的驱动端与所述转盘(2)的该圆心驱动连接；和\或，
8.一种冰/岩界面脱黏微型离心试验的方法，其特征在于：采用权利要求1-7任一项所述的冰/岩界面脱黏微型离心试验装置；具体步骤如下：s1、制备具有不同黏结强度的冰/岩界面试样；
9.如权利要求8所述的冰/岩界面脱黏微型离心试验的方法，其特征在于：制备具有不同黏结强度的冰/岩界面试样的具体步骤如下：采用机械雕刻的方法，制作具有不同粗糙度的岩面的岩体，然后再将岩体以粗糙的岩面朝上放置在模具中，再在模具中加水制冰并放置在0℃环境中冻结一段时间，脱去模具，在冰体上加上不同的法向荷载，放置在具有预设温度的环境中，表征不同成冰温度的成冰过程中承受的不同压力。
10.如权利要求9所述的冰/岩界面脱黏微型离心试验的方法，其特征在于：改变成冰温度和测试过程中温控箱(1)的环境温度，分析冰/岩界面强度与环境温度之间的关系，建立冰/岩界面黏结强度与温度的关系模型。
