[實(shí)用新型]用于巖土工程均勻圍壓下的假三軸蠕變裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320747201.9
• 申請(qǐng)日: 2013-11-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203561557U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王慶瀚;李術(shù)才;李利平;何敬源;張乾青;許振浩;石少帥;王旌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N3/08
• 分類(lèi)號(hào): G01N3/08;G01N3/14
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 王吉勇

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種巖土工程技術(shù)，尤其是一種用于巖土工程均勻圍壓下的假三軸蠕變裝置。

背景技術(shù)

目前，蠕變是指固體材料在保持應(yīng)力不變的條件下，應(yīng)變隨時(shí)間延長(zhǎng)而增加的現(xiàn)象。它與塑性變形不同，塑性變形通常在應(yīng)力超過(guò)彈性極限之后才出現(xiàn)，而蠕變只要應(yīng)力的作用時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)，它在應(yīng)力小于彈性極限時(shí)也能出現(xiàn)。

巖土工程中蠕變現(xiàn)象非常普遍，很多巖土工程災(zāi)害也與巖土體蠕變息息相關(guān)，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(guó)內(nèi)外對(duì)巖土體蠕變現(xiàn)象已進(jìn)行了深入研究，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)運(yùn)而生，單軸蠕變實(shí)驗(yàn)裝置較為普遍，但不能準(zhǔn)確描述試件的實(shí)際受力狀態(tài)，假三軸蠕變?cè)囼?yàn)機(jī)采用油壓施加環(huán)向壓力，操作極為繁瑣，且耗費(fèi)人力物力，其他裝置也只是圍壓的近似逼近，無(wú)法達(dá)到環(huán)向均勻的施加壓力，難以達(dá)到目前蠕變?cè)囼?yàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于巖土工程均勻圍壓下的假三軸蠕變裝置，其能夠有效保證圍壓的均勻垂直施加，提高實(shí)驗(yàn)效率，方便實(shí)驗(yàn)操作。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案：

一種用于巖土工程均勻圍壓下的假三軸蠕變裝置，包括加力裝置，加力裝置經(jīng)壓力傳感器與需要測(cè)試的試件一端接觸，通過(guò)控制傳感器的讀數(shù)保證加力裝置施加軸壓的恒定，試件外部包裹有橡膠圈，保證圍壓的均勻垂直施加，橡膠圈外部均勻纏繞有片狀柔性材料件，片狀柔性材料件的一端固定于夾具上，另一端活動(dòng)連接于加載裝置上，通過(guò)加載裝置對(duì)片狀柔性材料件的均勻拉力最終作用于試件，完成圍壓的施加。

所述試件固定于斷面為L(zhǎng)形底座的水平部分上，底座豎直部分上設(shè)置有夾具。

所述底座豎直部分上表面和兩個(gè)側(cè)面交界處分別設(shè)有壓底座長(zhǎng)度方向的滾輪，滾輪能夠降低摩擦，保證圍壓的準(zhǔn)確施加。

所述夾具包括固定于底座豎直部分上表面上的第一部件，以及通過(guò)連接件連接于第一部件上的第二部件，且第一部件與第二部件相對(duì)應(yīng)面上分別設(shè)有相互嚙合的齒形件，柔性材料層的一端通過(guò)連接件緊固于第一部件和第二部件的齒形件之間。

和試件相對(duì)應(yīng)的第一部件側(cè)面為與試件外表面相配合的弧形結(jié)構(gòu)。

所述第一部件上設(shè)有供片狀柔性材料件穿過(guò)的孔隙。

所述加載裝置包括加載托盤(pán)，加載托盤(pán)上表面上中心位置設(shè)有加載托盤(pán)連接耳，所述連接耳上設(shè)有軸孔，片狀柔性材料件一端的中間位置通過(guò)轉(zhuǎn)軸穿過(guò)軸孔連接于所述連接耳上。加載托盤(pán)與片狀柔性材料件中心軸鉸接，合力作用于片狀柔性材料件中心，防止試件受到偏壓。

所述加力裝置為千斤頂。

一種用于巖土工程均勻圍壓下的假三軸蠕變裝置的操作方法，包括：

(1)將蠕變裝置安置在試驗(yàn)臺(tái)邊緣，并將裝置底座固定于試驗(yàn)臺(tái)上；

(2)將橡膠圈包裹住蠕變?cè)嚰椒庞谠囼?yàn)臺(tái)上，通過(guò)夾具將已知特性的片狀柔性材料件一端固定在夾具上，包裹住試件后，將片狀柔性材料件末端垂下并將加載托盤(pán)固定在片狀柔性材料件末端；

(3)設(shè)定蠕變圍壓，并折算相應(yīng)的加載砝碼重量，將砝碼放在加載托盤(pán)中；

(4)設(shè)置對(duì)比試驗(yàn)，將同等重量的砝碼直接作用于同樣長(zhǎng)度的片狀柔性材料件上，抵消片狀柔性材料件自身蠕變帶來(lái)的誤差；

(5)圍壓加載穩(wěn)定后，通過(guò)千斤頂施加軸壓，通過(guò)控制傳感器的讀數(shù)，控制軸壓的恒定；

(6)記錄千斤頂端部與片狀柔性材料件末端的初始位置，每隔相應(yīng)的時(shí)間再次進(jìn)行記錄，通過(guò)片狀柔性材料件末端的下降值，計(jì)算出試件的半徑變化，得出環(huán)向應(yīng)變，通過(guò)記錄軸向位移得到試件軸向應(yīng)變，最終得到試件的蠕變特性曲線；

(7)更改環(huán)向壓力與軸向壓力值，重復(fù)以上操作，得到不同作用力下試件的蠕變特性。

本實(shí)用新型通過(guò)片狀柔性材料件均勻包裹試件，通過(guò)加載砝碼對(duì)片狀柔性材料件的均勻拉力最終作用于試件，完成圍壓的施加；加載托盤(pán)與片狀柔性材料件中心軸鉸接，合力作用于片狀柔性材料件中心，防止試件受到偏壓；試件環(huán)向由橡膠圈包裹，進(jìn)一步保證圍壓的均勻垂直施加；軸壓的施加通過(guò)千斤頂加載實(shí)現(xiàn)，千斤頂與試件間安置壓力傳感器；通過(guò)控制傳感器的讀數(shù)保證軸壓的恒定。

圍壓通過(guò)重力加載提供的片狀柔性材料件拉力，進(jìn)而作用于試件周?chē)瑺钊嵝圆牧霞D(zhuǎn)折位置設(shè)置滾輪，降低摩擦，保證圍壓的準(zhǔn)確施加。

片狀柔性材料件包裹試件的方式施加圍壓，其中片狀柔性材料件蠕變特性已知，通過(guò)片狀柔性材料件加載段的下沉量可求得試件的周長(zhǎng)變化，從而推算出試件環(huán)向應(yīng)變。