[發明專利]在壓力和剪切下試驗土工材料的三軸試驗單元

有效

• 申請號: 200980126547.3
• 申請日: 2009-07-07
• 公開（公告）號: CN102089639A
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發明（設計）人: J·塞克
• 申請（專利權）人: 里爾科技大學
• 主分類號: G01N3/10
• 分類號: G01N3/10;G01N33/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張群峰

技術領域

本發明涉及用于在取樣地點對尤其是巖石、土壤或制造材料的圓柱形試樣進行土工材料(géomatériaux)試驗的三軸單元。

特別地，所述單元允許至少使試樣受到簡單壓縮或使試樣經歷三軸試驗。

背景技術

在土工材料的領域中，已知例如由文獻FR-2.663.121所述的三軸單元，其允許使圓柱形試樣經歷不同的壓力、加載、溫度和排放(drainage)狀態。為此，所述單元和試樣配備各種傳感器，例如壓力傳感器、溫度傳感器、位移傳感器。

三軸單元一般包括單元主體，該主體具有構成密封間的內部空腔，在所述密封間的內部豎直地放置圓柱形試樣。用于加壓或受控排放的液壓回路與密封間連接，以使試樣的側壁在流體的壓力下受到徑向應力。很經常地，該應力通過貼合并保護試樣的側壁的彈性殼來施加。

在密封間中，下臺和上臺能夠相互靠近或遠離，以使試樣沿著其縱軸線受到應力，或相反地給試樣卸載。

下臺可以相對于由單元主體的下底座所構成的機架是固定的，而上臺則在能穿過主體上壁而滑動的活塞的作用下被強制移動。

因此，在試驗時，能夠使試樣受到簡單壓縮或經歷三軸試驗，在所述三軸試驗中，沿著試樣的縱軸線壓縮試樣，同時在流體的作用下在試樣的側壁上施加徑向應力。特別地，在三軸試驗的情況下，還可以使試樣經歷排放狀態，以研究其滲透性。

對于加載/壓縮的、甚至滲透性的試驗，研究開裂的試樣會是有益處的。

目前，為了獲得開裂的試樣，預先于試驗階段使試樣破裂，因此人工地制造出裂縫。實際上，將試樣打破為兩部分并在試驗單元中對其進行重建。要指出的是，在試樣上形成裂縫控制得相當不好。

由文獻US-3.406.567已知一種可攜帶的試驗裝置，其用于測量雪或土壤的圓柱形試樣的剪切力。

該裝置包括用于接收試樣的中空剛性圓柱體，以及分別在所述中空圓柱體的端部處滑動的模具(matrice)對。為此，截面調節為中空圓柱體的內直徑的每個模具都具有用于與所述中空圓柱體的引導槽縫接合的凸頭。

具有半圓形截面的、模具與試樣的接觸表面只在模具的一半上延伸，另一半則具有空腔，以免在該區域上接觸試樣。兩個模具以相互錯開的方式布置。

下模具中的一個支持在裝置的機架上，而另一個模具則借助于千斤頂相對于所述機架是可移動的，以使試樣受到應力。

因此，在試驗時，可以使試樣受到應力，直至所述試樣開裂。特別地，剪切力能夠通過分析力/時間曲線來測量。

然而，一旦試樣開裂為兩部分，這種裝置就難以允許控制這兩個部分之間的相對位移。

發明內容

本發明的一個目的在于，通過提出一種允許在現場使試樣開裂并限制開裂部分的相對位移的試驗單元來解決上述缺陷。

本發明的另一個目的在于，能夠至少在試樣的端部控制裂縫的位置。

本發明的另一個目的在于，提出一種至少允許使試樣經歷簡單壓縮試驗的單元。

本發明的另一個目的在于，提出一種允許使試樣經歷三軸試驗的單元。

本發明的另一個目的在于，提出一種允許在開裂的試樣上進行滲透性試驗的單元。

在以下僅示例性地而不是為了限制而給出的描述中，本發明的其他目的和優點將變得顯而易見。

本發明涉及用于在取樣地點對尤其是巖石、土壤或制造材料的圓柱形試樣進行土工材料試驗的單元，其包括至少一個用于使試樣受到沿著試樣的縱軸線指向的應力的活塞，此外，所述單元具有用于使試樣受剪的裝置，該裝置能夠允許在通過所述至少一個活塞來壓縮試樣的時候使試樣開裂。

有利地，所述施剪裝置由兩個可以以不一致的方式變形的元件構成，其中所述元件在所述至少一個活塞的作用下分別地被布置為與試樣的底部接觸。

附圖說明

閱讀以下伴有附圖的描述，將更好地理解本發明。在這些附圖中：

-圖1為根據一個實施例的符合本發明的單元、尤其是多功能三軸試驗單元的豎直剖視圖；

-圖2為根據一個實施例的符合本發明的可變形元件的視圖，其中所述可變形元件實質上由兩個半部分構成，這兩個半部分由具有不同彈性模量的材料制成；

-圖3和圖4為按照可變形元件之間的兩種相對角位置夾在兩個如圖2中所示的可變形元件之間的試樣的剖視圖。

具體實施方式

本發明涉及用于在取樣地點對尤其是巖石、土壤或制造材料的試樣進行土工材料試驗的單元1。其可涉及只允許簡單壓縮試驗的試驗單元或三軸試驗單元。

單元1包括至少一個活塞4、5，用于使圓柱形試樣2受到沿著試樣2的縱軸線指向的應力。