[實用新型]用于巖土工程試塊假三軸蠕變的新型裝置

有效

• 申請號: 201320131557.X
• 申請日: 2013-03-21
• 公開（公告）號: CN203164055U
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 李術才;石少帥;李利平;胡聰;劉洪亮;王慶瀚;張騫;郭明
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本實用新型涉及一種用于巖土工程試塊假三軸蠕變的新型裝置。

背景技術

蠕變是指固體材料在保持應力不變的條件下，應變隨時間延長而增加的現象。它與塑性變形不同，塑性變形通常在應力超過彈性極限之后才出現，而蠕變只要應力的作用時間相當長，它在應力小于彈性極限時也能出現。

巖土工程中蠕變現象非常普遍，很多巖土工程災害也與巖土體蠕變息息相關，如滑坡，塌方，地基沉降等，因此研究巖土體蠕變非常必要，這也是巖土工程安全的重要保證。

目前，國內外對巖土體蠕變現象已進行了深入研究，相應的實驗裝置應運而生，單軸蠕變實驗裝置較為普遍，但不能準確描述試件的實際受力狀態，三軸實驗裝置相對較少，如油壓蠕變實驗機，氣壓實驗機等，但大多數都適用于高強度蠕變實驗的研究，雖然可以進行對低強度試件的實驗，但操作過于繁瑣，效率低下；低強度蠕變實驗裝置比較少見，前人所研發的實驗裝置過于復雜，全電子操控，雖然基本滿足精度的要求，但實驗效率與實驗操作存在較大問題，越來越難以滿足巖土工程的發展需要。

實用新型內容

本實用新型的目的在于設計一種用于巖土工程試塊假三軸蠕變的新型裝置，有效保證實驗精度，提高實驗效率，方便實驗操作。

為實現上述目的，本設計采用如下方案：

一種用于巖土工程試塊假三軸蠕變的新型裝置，它包括包圍巖土體試塊的多塊環繞鋼板，每個環繞鋼板與一個壓力可調的彈簧垂直施壓裝置連接，在巖土體試塊的頂部設有壓力可調的縱向加載裝置，彈簧垂直施壓裝置與環繞鋼板間設有壓力傳感器，壓力傳感器和加載裝置與控制裝置連接，彈簧垂直施壓裝置與縱向加載裝置連接。

所述彈簧垂直施壓裝置包括一個高強度彈簧，在高強度彈簧兩側是彈簧側擋板，兩端分別為彈簧兩端擋板，同時高強度彈簧與調節螺絲連接，調節螺絲與支撐鋼板連接，支撐鋼板與兩個彈簧側擋板一端連接，兩彈簧側擋板的另一端與環繞鋼板連接，支撐鋼板與縱向加載裝置連接。

所述環繞鋼板與巖土體試塊間設有橡膠圈。

所述縱向加載裝置包括一個置于巖土體試塊頂部的下托盤，下托盤上方為上部支撐連接，上部支撐為一個十字架，傳壓軸穿過上部支撐，傳壓軸一端與下托盤連接，另一端與上托盤連接；上部支撐通過固定螺絲與支撐鋼板連接。

一種用于巖土工程試塊假三軸蠕變的新型裝置的使用方法，包括以下幾步：

（1）將巖土體試塊放置于裝置地板中部，外圍加套橡膠圈；

（2）將多組環繞鋼板與傳感器以及彈簧連接好，使環繞鋼板貼緊橡膠圈，保持巖土體試塊在地板中心的位置；

（3）安置穩定后，按需要調節旋轉調節螺絲控制高強度彈簧長度，當壓力傳感器示數達目標值且四組示數一致時停止調節；

（4）安置巖土體試塊上方加載裝置，在上托盤加載，計算總壓力，達到目標之后停止加載；

（5）每隔一定時間量測每組環繞鋼板的位移量，取其平均值作為環向位移，并做好記錄，同時適當旋轉調節螺絲，保證壓力傳感器示數恒定，最大程度上避免彈簧因蠕變產生的壓力改變，減小實驗誤差。

本實用新型與以往的測量方法相比具有以下優點：

1本實用新型解決了以前實驗中的諸多不便，彈簧壓力簡單而容易實現，便于調節；

2通過旋轉螺絲擠壓彈簧的方式避免了以往裝置大量繁瑣機械化的控制，大幅度提升實驗效率；

3蠕變過程變形較慢，通過適時調整旋轉螺絲，避免彈簧略微伸長帶來的輕微誤差，保證了實驗精度，足以滿足低強度蠕變實驗的需要；

4壓力傳感器的安裝保證了蠕變圍壓的恒定，確保了低強度假三軸蠕變實驗的準確性。

5裝置上方重物加載的方式較為便捷，傳壓軸確保了壓力的垂直施加，避免偏壓。

附圖說明

圖1為本實用新型的彈簧垂直施壓裝置結構示意圖；

圖2為本實用新型的加載裝裝置結構示意圖；

其中，1巖土體試塊；2橡膠圈；3環繞鋼板；4壓力傳感器；5彈簧側擋板；6彈簧兩端擋板；7支撐鋼板；8高強度彈簧；9調節螺絲；10底板；11上托盤；12傳壓軸；13上部支撐；14下托盤；15；固定螺絲。

具體實施方式

下面結合附圖和實例對本實用新型做進一步說明：

圖1、圖2中，一種用于巖土工程試塊假三軸蠕變的新型裝置，加載裝置主要包括上托盤11，下托盤14，傳壓軸12及上部支撐13；彈簧垂直施壓裝置主要包括環繞鋼板3，彈簧側擋板5和彈簧兩端擋板6，高強度彈簧8，壓力傳感器4，調節螺絲9以及支撐鋼板7。