阅读说明：本技术 一种材料流动性测试方法 (Material fluidity test method ) 是由 刘晋 陈伟 何瑞 王志 齐东川 陈思同 刘卓慧 程涛 于 2019-10-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种材料流动性测试方法,所述材料流动性测试方法包括：提供材料流动性测试设备,逐次将一定量的样品颗粒置入模具并压实,形成分为两层或多层的样品,每一层为一样品单元,置入后一层所述样品单元的样品颗粒前将前一层所述样品单元压实,使每一层所述样品单元具有均匀的密度,对所述样品进行单轴压缩试验,计算所述样品的流动性。本发明提供的材料流动性测试方法,克服了现有Jenike直剪试验测试方法复杂的问题,以及现有的单轴压缩试验测试结果不准确的问题。(The invention discloses a material fluidity test method, which comprises the following steps: providing a material fluidity testing device, sequentially placing a certain amount of sample particles into a mould and compacting the sample particles to form a sample divided into two or more layers, wherein each layer is a sample unit, compacting the sample unit of the previous layer before placing the sample particles of the sample unit of the next layer to ensure that each layer of the sample unit has uniform density, carrying out a uniaxial compression test on the sample, and calculating the fluidity of the sample. The material fluidity test method provided by the invention overcomes the problems that the existing Jenike direct shear test method is complex and the existing uniaxial compression test result is inaccurate.)

一种材料流动性测试方法

技术领域

本发明涉及力学试验技术领域，尤其是涉及一种材料流动性测试方法

背景技术

矿用流动料固有水分的增加导致其粘接性能提高，流动性能变差，将会造成搬运和运输材料方面的困难，因为部分颗粒材料会粘附在容器壁上，或者由于水分含量的原因流动速度较慢。因此，监测散装物料的流动性，以尽量减少运输和装卸链上的潜在堵塞现象，是行业标准。

块状材料的流动性受流动函数控制，流动函数是无侧限屈服强度σ_c与主应力σ₁之间的关系，在各种测量流动函数的试验方法中，Jenike直剪试验(JDST)被广泛接受和应用。然而，JDST有几个缺点：为了得到可靠的和可重复的结果，经验丰富的操作员将执行预固结、预剪切和剪切程序，从中获得流动函数，对操作员的素质要求较高；此外，JDST非常耗时，通常需要几天时间才能完成；JDST也不能在现场进行，必须在实验室环境中进行才能获得准确的结果。此外，还可能会产生测量误差，因为JDST必须对多个样本执行。

测试流动性的一种备选方法是进行单轴压缩试验，但是，单轴压缩试验的结果不如JDST准确。单轴压缩试验，问题的核心是模具内壁的摩擦力，常被称为导致主固结应力σ₁不均匀的Janssen效应，该效应相对于样品深度呈指数衰减。提供一种简单可靠的材料流动性测试方法，这是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种材料流动性测试方法，以克服现有材料流动性测试方法复杂，测试结果不准确的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种材料流动性测试方法，包括：

提供材料流动性测试设备；

逐次将一定量的样品颗粒置入模具并压实，形成分为两层或多层的样品，每一层为一样品单元，置入后一层所述样品单元的样品颗粒前将前一层所述样品单元压实，使每一层所述样品单元具有均匀的密度；

对所述样品进行单轴压缩试验，计算所述样品的流动性。

可选的，每一层样品的压实度为：

其中：U_n表示第n层欠压实率，U_n0表示n₀层欠压实率，n表示层数，n₀表示置入的第一层，n_all表示层的总数。

可选的，置入的样品颗粒的累计质量为：

其中：U_n0表示第一层欠压缩的百分比，n_i表示层数i，n_all表示总层数，ρ_d表示干体积密度，m₀表示初始含水率，D表示样品直径，H表示样本的高度。

可选的，至少存在一层所述样品单元的密度值低于样品的最终密度值。

可选的，各层所述样品单元的密度值以线性关系变化。

可选的，先置入的一层所述样品单元的密度值大于后置入的一层所述样品单元的密度值。

可选的，每一层所述样品单元的高度相同。

可选的，所述单轴压缩试验具体包括：

沿材料流动性测试设备的模具的轴线方向施加初始载荷压缩所述样品；

将所述样品从所述模具取出；

对所述样品施加逐渐增大的应力；

测量所述样品坍塌时的应力值。

可选的，所述单轴压缩试验包括计算一个流动函数，所述流动函数根据所述应力值表示所述样品的流动性。

可选的，所述材料流动性测试方法包括对不同初始载荷的所述样品进行所述单轴压缩试验。

可选的，所述单轴压缩试验包括确定所述样品的可压缩性，所述样品的可压缩性由样品压缩系数Φ表示：

其中：Φ表示样品压缩系数，ε表示约束压缩试验中的轴向应变，σ₁表示主要的整合压力。

可选的，所述样品为铁矿石，当铁矿石的样品压缩系数Φ大于0.152时，进行所述单轴压缩试验。

本发明提供一种材料流动性测试方法，所述材料流动性测试方法包括：提供材料流动性测试设备；逐次将一定量的样品颗粒置入模具并压实，形成分为两层或多层的样品，每一层为一样品单元，置入后一层所述样品单元的样品颗粒前将前一层所述样品单元压实，使每一层所述样品单元具有均匀的密度；对所述样品进行单轴压缩试验，计算所述样品的流动性。本发明提供的材料流动性测试方法，克服了现有Jenike直剪试验测试方法复杂的问题，以及现有的单轴压缩试验测试结果不准确的问题。

附图说明

图1是使用JDST获得到的流动函数示意图；

图2是单轴压缩试验示意图；

图3是JDST与单轴压缩试验得到的流量函数对比图；

图4是利用Hvorslev和Roscoe面分析单轴压缩试验和JDST下样品的壁面摩擦对应力状态的影响的示意图；

图5是利用Hvorslev和Roscoe曲面分析单轴压缩试验和JDST下样品应力状态的临界孔隙率的示意图；

图6是本发明一实施例提供的材料流动性测试方法示意图；

图7是本发明一实施例提供的欠压实率相对于层数的计算示意图；

图8是本发明一实施例提供的样品的粒度分布情况图；

图9是本发明一实施例提供的样品的容重测试结果的示意图；

图10是本发明一实施例提供的测试方法与常规单轴压测试缩获得的流量函数对比图；

图11是本发明一实施例提供的测试方法与JDST缩获得的流量函数对比图；

图12是本发明一实施例提供的单轴压缩试验中轴向应力-轴向应示意图；

图13是本发明一实施例提供的在Jenike流动性分类中通过单轴压缩试验获得的流动函数分布图；

图14是正态轴向应力与轴向应变关系图；

图15是正态轴向应力与轴向应变的拟线性关系图；

图16是本发明一实施例提供的JDST和单轴压缩试验获得的煤的流动函数对比图；

图17是本发明一实施例提供的JDST和单轴压缩试验获得的石灰岩的流动函数的对比图；

图18本发明一实施例提供的第一种材料流动性测试设备主视示意图；

图19本发明一实施例提供的第一种材料流动性测试设备俯视示意图；

图20本发明一实施例提供的第二种材料流动性测试设备俯视示意图；

其中：10-模具，11分模，12-铰链，30-底盘，40-载荷传感器，50-活塞，60-支架，70-样品，701-样品单元。

具体实施方式

近地表铁矿的快速消耗导致深层矿藏的需求日益增加，这些深层矿藏位于地下水位附近甚至地下水以下。矿用流动料固有水分的增加导致其粘接性能提高，流动性能变差。这种材料的流动性差，会造成搬运和运输材料方面的困难，因为部分颗粒材料会粘附在容器壁上，或者由于水分含量的原因流动速度较慢。因此，监测散装物料的流动性，以尽量减少运输和装卸链上的潜在堵塞现象，是行业标准。

块状材料的流动性受流动函数控制，图1是使用JDST获得到的流动函数示意图，参见图1，流动函数是无侧限屈服强度σ_c与固结应力σ₁之间的关系，在各种测量流动函数的试验方法中，Jenike直剪试验(JDST)被广泛接受和应用。但是JDST耗时长、测试程序复杂、测试效率低。

测试流动性的一种备选方法是进行单轴压缩试验，图2是本发明一实施例提供的单轴压缩试验示意图，如图2所示，在预定的固结压力σ₁下，将制样材料注入圆柱形模具并压实形成样品，接着去除与固结应力σ₁相对应的载荷，模具打开，留下一个不受横向约束的自由固结圆柱形样品，再进行压缩试验。图3是JDST与单轴压缩试验得到的流量函数对比图，参见图3所示，单轴压缩试验操作简单，但是试验的结果不如JDST准确。

单轴压缩试验问题的核心是模具内壁的摩擦力，常被称为导致固结应力σ1不均匀的Janssen效应，该效应相对于样品深度呈指数衰减。在单轴压缩试验中，已有克服壁面摩擦效应的尝试。一种尝试采用数学方法对单轴流函数进行修正，但修正系数往往随材料类型的不同而变化，无法得到普遍应用。另一种尝试使用了三轴样品制备方法，该方法是在样品周围包裹一层膜，并在膜和模具壁之间添加润滑油，以尽量减小壁摩擦效应。此外，进一步尝试采用无限层样品制备方法消除壁面摩擦效应。后两种尝试导致流动函数接近JDST的结果。然而，这两种方法的测试程序都很复杂，而且对于商业或工业用途效率较低。

图4是利用Hvorslev和Roscoe面分析单轴压缩试验和JDST下样品的壁面摩擦对应力状态的影响的示意图，如图4所示，通过Hvorslev和Roscoe面可以研究受壁面摩擦效应影响的单轴压缩试验结果。Hvorslev表面是由孔隙率、正应力和剪应力组成的三维空间中试件的抗剪强度决定的。在JDST中，由于材料被压成相对较薄的层，样品在很大程度上不受壁面摩擦效应的影响，这导致样品处于H_S(0)的应力状态，S₍₀₎位于Roscoe表面的临界状态线上，正应力为σ₍₀₎，孔隙率为e₍₀₎。而在传统的单轴压缩试验中，由于壁面摩擦效应，作用于样品上的有效法向应力降为σ₍₁₎，这与JDST样品的应力状态相比，有效地提高了孔隙率e₍₀₎，降低了屈服曲线。

虽然通过上述实验可以使壁面摩擦效应最小化，但如果没有达到临界孔隙率，样品仍可能无法达到临界状态。对于JDST，顶剪环相对于剪切单元的固定基底的有限行程，通常需要承载所含样品剪切固结的初始阶段所施加的正常荷载的单元盖的一系列施加扭转。目的是保证样品在临界状态H_S(0)达到临界孔隙率e₍₀₎。图5是利用Hvorslev和Roscoe曲面分析单轴压缩试验和JDST下样品应力状态的临界孔隙率的示意图，如图5所示，对于Hvorslevv-Roscoe表面，在没有这种“扭转”作用诱导粒子重新组装的情况下，往往获得较高的空隙率e₍₁₎，导致H_S(1)的剪切强度较低，这发生在传统的单轴压缩试验中。在体密度压缩试验中也经常观察到这种现象。当样品在“扭转”轴向载荷作用下压实时，与非扭转轴向载荷相比，前者的容重更高。因此，除了最大限度地减小壁面摩擦效应外，在单轴压缩试验中，确保达到样品内部的临界孔隙率也很重要，否则单轴样品的抗剪强度就相对较低。

基于以上分析，发明者认为试件的临界孔隙率对试件抗剪强度的决定更为关键，这在传统的单轴压缩试验中没有得到解决。因此，发明人开发了一种均匀密度样品制备方法，以达到样品的临界状态，进而提高单轴压缩试验的准确性。

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

图6是本发明一实施例提供的材料流动性测试方法示意图，图7是本发明一实施例提供的欠压实率相对于层数的计算示意图，参见图6和图7，所述材料流动性测试方法包括：提供材料流动性测试设备；逐次将一定量的样品颗粒置入模具并压实，形成分为两层或多层的样品70，每一层为一样品单元701，置入后一层所述样品单元701的样品颗粒前将前一层所述样品单元701压实，使每一层所述样品单元701具有均匀的密度；对所述样品70进行单轴压缩试验，计算所述样品70的流动性。所述单轴压缩试验具体包括：沿材料流动性测试设备的模具的轴线方向施加初始载荷压缩所述样品；将所述样品70从所述模具取出；对所述样品70施加逐渐增大的应力；测量所述样品坍塌时的应力值。所述单轴压缩试验包括计算一个流动函数，所述流动函数根据所述应力值表示所述样品70的流动性。所述材料流动性测试方法包括对不同初始载荷的所述样品70进行所述单轴压缩试验。

所述材料流动性测试方法涉及一个定义好的预固结程序：“欠压实”样品制备方法，可使单轴样品达到与JDST样品相当的压实状态。每一层样品的压实度为：

其中：U_n表示第n层欠压实率，U_n0表示n₀层欠压实率，n表示层数，n₀表示置入的第一层，n_all表示层的总数。置入的样品颗粒的累计质量为：

其中：U_n0表示第一层欠压缩的百分比，n_i表示层数i，n_all表示总层数，ρ_d表示干体积密度，m₀表示初始含水率，D表示样品直径，H表示样本的高度。作为较佳的实施例，至少存在一层所述样品单元701的密度值低于所述样品70的最终密度值。各层所述样品单元的密度值以线性关系变化。先置入的一层所述样品单元的密度值大于后置入的一层所述样品单元的密度值。每一层所述样品单元的高度相同。在制备下一层所述样品单元之前，对前一层所述样品单元表面进行划伤，使多层所述样品单元701融合为一体。

采用所述材料流动性测试方法对选取的4个铁矿石样品进行实验研究。所有的样品都是通过一系列破碎和筛选得到。随后，将材料均质化，并筛选到小于4毫米的样品颗粒。当块状固体由粗细不同的大颗粒组成时，细颗粒固体通常会增强粗颗粒固体的粘结强度。然后，每个样品的水分含量在标称操作范围内制备。表1是所选铁矿石样品的材料特性表，所有材料的性能如表1所示。图8是本发明一实施例提供的样品的粒度分布情况图，所述样品的粒度分布如图8所示。

表1：所选铁矿石样品的材料特性

对于每个样品，最初都按照ASTM标准进行容重测试。图9是本发明一实施例提供的样品的容重测试结果的示意图，四种样品在不同含水率下的结果如图9所示。然后，按照ASTM标准对每个外径为101.6mm的样品进行一系列JDST测试。在单轴压缩试验中，每个样品均采用常规样品制备方法(UCT，即常规单轴压缩试验UCT)和本发明提供的测试方法(UDUCT，即均匀密度单轴压缩试验)进行对比分析。为便于参考，在本发明提供的测试方法中，选取了5个不同的体密度值对应大范围的正应力进行试验，推导出流动函数。

图10是本发明一实施例提供的测试方法与常规单轴压测试缩获得的流量函数对比图，如图10所示，采用常规单轴压缩试验测试方法，样品IO-B(9.2％)和IO-C(12.1％)在重力作用下发生塌陷。因此，没有得到流动函数。相比之下，采用本发明提供的测试方法的所有样品均能承受重力而不发生塌陷。通过比较两种实验中得到的流动函数，发现本发明提供的测试方法在所有样品中都能得到更高的排序。因此，本发明实施例认为，采用本发明提供的测试方法样品时，剪切强度得到了提高。

图11是本发明一实施例提供的测试方法与JDST缩获得的流量函数对比图，如图11所示，对于含水率较高的样品，两种试验之间的流量函数排序可以很好地匹配，包括：IO-A分别为6.5％、7.9％和9.9％；IO-B分别为13.7％和16.8％；IO-C分别为18.5％和20.6％；IO-D分别为11.6％和13.6％。

然而，在较低湿度条件下，均匀密度单轴压缩试验(UDUCT)与JDST相比仍然导致对流量函数的低估。对样品破坏行为的进一步研究表明，这些不匹配试验在压缩加载过程中未能达到无侧限屈服应力峰值。图12是本发明一实施例提供的单轴压缩试验中轴向应力-轴向应示意图，图12显示了一个流函数匹配的测试用例(图12(a))和一个流函数不匹配的测试用例(图12(b))，在压缩加载期间不同的轴向应力-轴向应变关系。在匹配试验中，样品在初始施加压缩载荷时，表现出较高的抗剪强度。在达到峰值应力后，样品在继续压缩加载时表现出一定程度的残余应力。样品破坏后剪切面清晰可见。相比之下，在不匹配的试验中，样品在表现出一定的抗剪强度后迅速坍塌。未见明显剪切面，表现出自由流动行为。

块状固体材料的流动函数也可以根据Jenike流动性分类进行分类，其表达式为：

其中：ff_c表示Jenike流动性指数，σ₁表示是主要的整合压力，σ_c表示无侧限屈服强度。

Jenike流动能力指数ff_c表征了以下流动行为：

ff_c>10：自由流动，凝聚力非常低；

4<ff_c<10：易流动，凝聚力低；

2<ff_c<4：内聚性；

1<ff_c<2：凝聚力非常高；

ff_c<1：不流动。

图13是本发明一实施例提供的在Jenike流动性分类中通过单轴压缩试验获得的流动函数分布图，图13中，所有来自UDUCT的流函数都是根据Jenike流性分类绘制的。可以清楚地观察到，来自ff_c的所有匹配流函数都分散在粘性(2<ff_c≤4)和非常粘性(1<ff_c≤2)区域。不匹配的流动函数分布在自由流动、极低黏聚力(ff_c>10)和易流动、低黏聚力(4<ff_c≤10)区域。因此，申请人认为，对于铁矿石材料，存在一个明显的内聚阈值，超过这个阈值，UDUCT就能够产生与JDST类似的流动函数。当黏聚力水平低于此阈值时，样品表现出较低的抗剪强度，从而诱导了自由流动行为。

此外，它表明一个Jenike流动性指数ff_c并不适合定义一种铁矿石材料的整体流动性，因为流函数通常横跨在两个分类主要根据固结压力(σ₁)水平。从实用角度看，在以质量流态为主的低固结应力区，Jenike流态分类是合理的。然而，在高固结应力条件下，Jenike流动能力分类的线性外推法似乎低估了物料搬运的难度，因为在高固结应力条件下，粘性铁矿石物料的流动函数趋于平稳，且漏斗流较为常见。

所有铁矿石样品的容重曲线也与均匀密度单轴流函数是否能够与对应的JDST流函数匹配相关。如图9所示，与未匹配的测试用例相比，所有流量函数匹配的测试用例的容重曲线都出现了较大的容重范围跨度，IO-B和IO-C中尤为明显。体密度曲线本质上反映了铁矿石样品的可压缩性，定义为：

其中：Ψ表示样品压缩系数，ρ_B(σ₁)表示的正常压力下体积密度1，ρ_B(0)表示正应力为零。

由于输入到容重测试单元的物质质量是固定的，

ρ_B(σ₁)·V(σ₁)＝ρ_B(0)·V(cell)，

其中：V(σ₁)表示正应力为σ₁时的样品体积，V(cell)表示容重试验单元体积下的样品体积。

因此，

因为相同横截面积应用于V(σ₁)和V(cell)，上式可表示为：

其中：H(cell)表示样品单元的高度，H(σ₁)表示压力σ₁样品单元的高度，ε表示约束压缩试验中的轴向应变。

因此，将所有的体密度曲线转换为轴向应变-轴向应力图是可行的，图14是正态轴向应力与轴向应变关系图，如图14所示。从图14中可以清楚地看到，存在一个压缩阈值，超过这个阈值，UDUCT就能够产生与JDST类似的流动函数。

铁矿石样品在不同湿度下压缩率的变化主要是由于材料中含有高岭土等粘土矿物。铁矿石中粘土含量的一个重要特征是引起宏观收缩-膨胀行为。在潮湿状态下，样品有膨胀的趋势，因此在正常载荷下产生较大的体积变化。在干燥状态下，样品发生收缩，在正常固结应力作用下体积变化较小。

申请人认为，铁矿石样品的粘结行为也是由于粘土-湿气效应的共同作用。对于一个铁矿样品，当材料被湿润到一定程度时，就会出现明显的粘结力。当样品中加入更多的水时，通常会导致整体抗剪强度的提高。如前所述，当铁矿石样品表现出粘结力行为时，UDUCT能够产生与JDST类似的流动函数。因此,基于这一分析申请人认为压缩可以利用一个阈值来表示明显的粘性流的行为一个铁矿石样品，由于两个宏观性质的铁样品由于粘土含量和水分的综合效应是凝聚力和压缩性。

所有样品的正态轴向应变与轴向应力的关系如图14所示。图14所示的对数样轴向应变-轴向应力关系可以转化为拟线性关系，图15是正态轴向应力与轴向应变的拟线性关系图，如图15所示。通过这种方法，样品的压缩率可以简单地表示为轴向应变-对数轴向应力相关线性拟合的斜率，表达式为：

其中：Φ表示样品压缩系数，ε表示约束压缩试验中的轴向应变，σ₁表示主要的整合压力。

表2是扭转轴向应变-轴向应力关系的拟线性参数，所有拟合函数参数如表2所示。

表2扭转轴向应变-轴向应力关系的拟线性参数

表2的结果表明，当容重试验得到的样品压缩系数Φ(即ε/log10(σ₁))超过0.152时，铁矿石样品上的UDUCT能够产生与JDST相当的流动函数。实际上，可以利用经验压缩性指数Φ表明铁矿石材料的粘性流动行为，只需进行体积密度测试。因此，如果需要对铁矿石材料的流动性进行定量评价，可以进行简单、快速的均匀密度单轴压缩试验。基于这种流动性监测安排的较短周转时间可以减少铁矿石开采过程中的物料搬运堵塞。

从上述描述中可以看出，本发明通过实施例证明比现有的方法(如JDST和传统单轴压缩试验)具有优势，或者至少提供了一种有用的替代方法。与JDST相比，本发明提供了一种样品制备方法，所述的UDUCT与JDST取得了类似的结果，但更简单、更省时、可现场进行且成本更低。均匀密度样品制备方法保证了单轴压缩试验样品的均匀临界压实度可与JDST样品相媲美。当材料表现出明显的粘聚流动行为时，用UDUCT得到的铁矿石样品的流动函数可与JDST流动函数相比较，这是由通过容重试验得到的样品的压缩性决定的。因此，本发明能够快速评估UDUCT是否能够产生与JDST匹配的流量功能。相对于传统的单轴压缩试验，本发明提供了一种样品制备方法和一种合适的替代UDUCT试验，UDUCT可获得更准确的结果。本发明在单轴压缩试验中制备的均匀密度样品显著提高了样品的剪切强度，从而产生了比常规单轴压缩试验更好的流动函数。因此，在采矿作业中，如铁矿开采时，可采用该方法，以获得快速可靠的流动性指标。一旦在散装物料处理工厂实施，这种方法能够提高效率和减少潜在的堵塞。

本发明的实施例已就其在铁矿石材料中的应用进行了描述，此外，本发明同样适用于其他可流动材料，如块状固体、药物粉末和石灰石等粉状材料以及其他矿石。以煤为例，使用UDUCT和JDST进行对比试验，图16是本发明一实施例提供的JDST和单轴压缩试验获得的煤的流动函数对比图，结果如图16所示。该图表明，本发明对煤的适用性是相同的，因为使用UDUCT与JDST测试煤样的流动性得到了实质上相同的结果。对石灰岩进行了类似的测试，图17是本发明一实施例提供的JDST和单轴压缩试验获得的石灰岩的流动函数的对比图，结果如图17所示，表明UDUCT能够再现JDST得到的流动函数。

图18本发明一实施例提供的第一种材料流动性测试设备主视示意图，图19本发明一实施例提供的第一种材料流动性测试设备俯视示意图，如图18和图19所示，所述材料流动性测试设备包括：活塞50、载荷传感器40、移动负载盘20、模具10、底盘30，所述模具10设置在所述底盘30上，所述模具10包括多个分模11，多个所述分模11能够合围形成所述模具10的内腔，所述移动负载盘20设置在所述内腔内并沿靠近或远离所述底盘30方形移动，所述活塞50的活塞杆连接所述移动负载盘20，所述载荷传感器40设置在所述活塞杆上以检测所述移动负载盘20的载荷。所述内腔为圆柱形内腔。所述底盘30远离所述移动负载盘20一侧还设置有用于提供支撑的支架60。

所述模具10可采用多种结构类型实现。参见图18和图19，所述模具10包括：第一分模、第二分模和第三分模，所述第一分模设置在所述底盘上，所述第二分模和所述第三分模分别通过铰链12连接在所述第一分模两侧，所述第一分模、所述第二分模和所述第三分模合围形成所述内腔。图20是本发明一实施例提供的第二种材料流动性测试设备俯视示意图，参见图20，另一种结构形式的所述模具包括：第一分模、第二分模和第三分模，所述第一分模、所述第二分模和所述第三分模一侧面均设置有驱动单元，所述驱动单元驱动所述第一分模、所述第二分模和所述第三分模合围形成所述内腔。所述驱动单元包括活塞、气缸、电动伸缩杆等。

所述模具10由所述分模11合围形成，在闭合位置，3个所述分模11形成一个圆柱形的内腔，当制样材料填充在所述内腔内，所述移动负载盘20压实制样材料形成样品70。在打开位置，所述分模11远离所述样品70，以不干扰压实的样品70。

相对于目前的单轴流动试验设备(如Jenike直剪试验设备、Freeman技术单轴试验设备和爱丁堡大学的单轴试验设备)，本发明提供的材料流动性测试设备消除了所述模具10在制备后对样品70的影响。相比之下，Freeman技术单轴仪和爱丁堡大学的单轴仪要求样品在一个单独的模具中制备，然后转移到测试系统中，这可能会影响样品的一致性，导致结果不准确。

综上，在本发明一实施例提供的材料流动性测试方法中，所述材料流动性测试方法包括：提供材料流动性测试设备；逐次将一定量的样品颗粒置入模具并压实，形成分为两层或多层的样品，每一层为一样品单元，置入后一层所述样品单元的样品颗粒前将前一层所述样品单元压实，使每一层所述样品单元具有均匀的密度；对所述样品进行单轴压缩试验，计算所述样品的流动性。本发明提供的材料流动性测试方法，克服了现有Jenike直剪试验测试方法复杂的问题，以及现有的单轴压缩试验测试结果不准确的问题。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。