[發明專利]一種單軸拉壓雙功能蠕變儀

有效

• 申請號: 201210029875.5
• 申請日: 2012-02-10
• 公開（公告）號: CN102589989A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 黃達;楊超;張永興
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01N3/28
• 分類號: G01N3/28
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明涉及一種實驗儀器，特別涉及一種用于混凝土、巖石等材料的蠕變試驗裝置。

背景技術

蠕變是指在常應力的持續作用下，材料變形隨試件增長而不斷增大的現象。大量的現場試驗和室內試驗表明所有的混凝土、巖石類材料都具有一定的蠕變性質。材料的蠕變效應是工程長期穩定的重要影響因素和變形響應，因此研究巖土體、混凝土等材料蠕變特性對工程設計、施工及安全運行具有重要意義。

目前混凝土、巖石類材料的拉伸或壓縮蠕變試驗裝置，大多數使用剛性液壓伺服實驗機進行加載，雖然這些儀器裝置在載荷大小控制和數據采集方面性能優越，但其也具有明顯的缺點：一是儀器造價非常高；二、試驗過程中這種儀器耗電量大，且蠕變試驗耗時長，因此試驗成本大大增加；三、伺服系統加載的拉壓力穩定性不夠，導致實驗精度不夠。而對于另外的一些簡易試驗裝置，其加載原理主要是利用滑輪組、杠桿原理或者是用千斤頂加載，這些裝置移動方便，造價低廉，但簡易實驗裝置中的液壓千斤頂保持穩定荷載的效果不理想，而杠桿或滑輪組制成的儀器又無法提供較大的壓縮荷載，主要只適用于一些軟弱巖土材料或低彈模相似材料的壓縮蠕變。并且現有測試材料拉伸蠕變和壓縮蠕變的設備為相互獨立的兩套設備，設備功能較為單一。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是針對現有蠕變試驗技術存在的不足，提供一種準確度高、荷載量程較大且穩定、使用操作方便、制造和試驗成本低的單軸拉壓蠕變雙功能蠕變儀。

本發明單軸拉壓蠕變雙功能蠕變儀的具體方案為：

本發明單軸拉壓雙功能蠕變儀，包括工作臺、拉壓力加載系統和蠕變數據量測系統；

所述工作臺包括底座、第一支撐桿組和第二支撐桿組，第一支撐桿組和第二支撐桿組豎直設置于底座上，第一支撐桿組上水平設置有承壓板，第二支撐桿組上設置有承拉板、工作板和與第二支撐桿組直線滑動配合的加載板，加載板位于承拉板和工作板之間；

所述拉壓力加載系統包括設置于底座上的泄油油缸、大直徑油缸和小直徑油缸，小直徑油缸的油腔和大直徑油缸的油腔連通，大直徑油缸的油腔和泄油油缸的油腔連通、且連接大直徑油缸和泄油油缸的油路上設置有閥門，大直徑油缸的活塞桿上設置有與承壓板平行的載件板；承拉板和加載板上對應設置有用于連接被拉試件的拉伸接頭；所述拉壓力加載系統還包括滑輪砝碼加載裝置，滑輪砝碼加載裝置包括連接于加載板上的動滑輪、設置于工作板上的定滑輪、繞在動滑輪與定滑輪上的拉繩和設置于拉繩自由端的砝碼；所述小直徑油缸穿過工作板、且其活塞桿頂在加載板的下表面上；

所述蠕變數據量測系統包括應變傳感器、數據采集器和微機，應變傳感器用于采集被測試件的應變數據并將數據輸入數據采集器，數據采集器將獲得的數據輸入微機。

進一步，所述蠕變數據量測系統還包括設置于載件板上的應力傳感器，所述應力傳感器用于采集被測試件的應力數據、并將應力數據輸入數據采集器；

進一步，所述第一支撐桿組上鉸接有一與泄油油缸的活塞桿連接的杠桿；

進一步，所述第二支撐桿組上設置有對下墜的加載板起緩沖支撐作用的柔性保護裝置；

進一步，所述柔性保護裝置包括固定設置于第二支撐桿組上的套筒和設置于套筒上端的緩沖套或緩沖彈簧；

進一步，所述加載板上設置有直線軸承，加載板通過直線軸承和第二支撐桿組直線滑動配合；

進一步，所述拉伸接頭包括拉桿、拉頭和螺帽，拉桿的一端為球頭，螺帽連接于球頭上并與其轉動配合，螺帽和拉頭螺紋連接，拉頭用于和被測試件連接；

進一步，所述滑輪砝碼加載裝置為四組、并對稱布置在小直徑油缸四周。

本發明的有益效果：

1、本發明單軸拉壓蠕變雙功能蠕變儀，其既可以做壓縮蠕變實驗、又可以做拉伸蠕變實驗，功能更全，實用性更強。

2、本發明單軸拉壓蠕變雙功能蠕變儀的拉壓力加載系統具有放大砝碼試驗載荷的作用，每增加一組滑輪組可將砝碼荷載放大兩倍，并且壓力經小直徑油缸傳遞到大直徑油缸后壓力也會被放大，放大倍數為大直徑油缸橫截面積與小直徑油缸面積之比，因而本拉壓力加載系統能提供足夠大的拉壓力以滿足絕大多數巖石的蠕變實驗要求；同時采用機械加載方式，通過增減砝碼即可調節試驗載荷，荷載調節方便，并能提供長時恒定的荷載，可保證具有高的測量精度。

3、本發明單軸拉壓蠕變雙功能蠕變儀，結構較為簡單、制造成本低；且本蠕變儀在實驗過程中基本不耗費能源，實驗成本低。