[實用新型]一種大直徑凍土試樣疲勞加載裝置

有效

• 申請號: 201520735144.1
• 申請日: 2015-09-22
• 公開（公告）號: CN204924825U
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發明（設計）人: 郝帥鋒;王天亮;趙立琴;李曉康;宋立卜;陳崇敬
• 申請（專利權）人: 石家莊鐵道大學
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本實用新型涉及一種大直徑凍土試樣加載裝置，屬于土工試驗技術領域。

背景技術

近年來，我國嚴寒地區高速鐵路出現一定程度的凍害問題。為了深入研究嚴寒地區高速鐵路路基結構物工程性質，需要制備大直徑（一般指直徑大于30cm）凍土試樣加載設備用于室內試驗。目前凍土試驗系統中凍土試樣加載設備尺寸、加載力較小，僅適用于小直徑尺寸試樣，對于粒徑較大、體積較大的試樣不能進行加載。

因此，迫切需要一種結構較簡單、操作方便的大直徑凍土試樣加載設備。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種結構簡單、操作方便、成本低的大直徑凍土試樣加載設備，以解決現有加載設備無法對大粒徑、大體積土樣進行加載的問題，精確模擬現場條件，完善凍土室內試驗系統。

為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是：一種大直徑土樣加載裝置，其關鍵技術在于：其包括左右設置的立柱、設于兩立柱之間的上下位置可調的橫梁以及位于立柱下部的用于放置試樣筒的T型工作臺，所述立柱、橫梁以及T型工作臺構成自錨式框架結構；所述橫梁下部設有作動器，作動器下方設有加載盤。

優選的，兩側的立柱上配套設置有多個高度不同的螺栓過孔，所述橫梁上也設有與所述螺栓過孔位置匹配的過孔，所述橫梁與立柱經由固定螺桿固定連接。

進一步的改進，還包括外置式油源，該油源的輸油管保溫處理。油源置于低溫環境室外，減少加載過程中油源散熱而影響到凍土環境溫度。

優選的，所述作動器為液壓式，其最大加載力為25kN，最大加載行程為200mm，最大試驗線速度為65mm/s，最大循環加載次數10萬次，以模擬凍土地區高速鐵路路基疲勞荷載。

優選的，所述加載盤直徑小于試樣筒內土樣直徑，以減少試樣筒壁側向約束的影響。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：

1、本實用新型主體由于采用自錨式框架結構，結構緊湊、穩定性好、剛度高、頻響快，能精確模擬凍土地基土體受力狀態；由于采用大尺寸凍脹桶（即試樣筒），能進行對大粒徑、大體積土樣加載試驗，并避免邊界效應。由于采用高度可調式加載橫梁，可以適應不同高度土樣的加載；由于采用油源外置，彌補了加載設備干擾凍土實驗艙溫度的缺陷，能精確模擬凍土路基工作溫度。

2、本實用新型結構簡單，操作方便，能對大粒徑、大體積土樣進行長期反復加載并測定其應力狀態、位移及變形數據，大大降低操作人員的勞動強度，提高工作效率，解決現有加載設備無法對大粒徑、大體積土樣進行加載的問題。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

其中，1、橫梁；2、作動器；3、立柱；4、固定螺桿；5、保溫墻；6、T形工作臺；7、加載盤；8、試樣筒；9、油源。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明，但本實用新型的內容并不限于所述范圍。

參見附圖1，本實施例包括橫梁1、作動器2、立柱3、固定螺桿4、固定螺母、T形工作臺6、加載盤7、大直徑試樣筒8、油源9，兩立柱3平行設置，所述橫梁1懸掛于兩立柱3的中間位置，所述橫梁1上有開設有8個過孔，橫梁1兩端各有4個過孔，所述立柱3上有20個螺栓過孔，所述橫梁1和立柱3之間借助固定螺桿4和固定螺母定位連接，可通過調節固定螺母和固定螺桿4來調節調節橫梁1的位置以適應不同高度的土樣，所述T形工作臺6上有4個螺孔，用于固定試樣筒8，所述作動器2為液壓伺服作動，懸掛于橫梁1中間位置，其最大加載力為25kN，最大加載行程為200mm，最大試驗線速度為65mm/s，最大循環加載次數10萬次，以模擬凍土地區高速鐵路路基疲勞荷載。

所述橫梁1、立柱3和T形工作臺6形成自錨式框架，能夠承受加載時產生的垂向反力。所述立柱3共2根，各有20個過孔，材質為HT200灰鑄鐵。所述T形工作臺為T形結構，長×寬×高：2000×1500×100mm。所述立柱3、T形工作臺6和橫梁1共同構成加載框架結構，錨固方式為自錨式。

大直徑試樣筒8為圓柱體，內徑450mm，配套加載盤7為300mm，小于試樣筒8內土樣直徑，以消除土樣加載邊界效應。所述作動器2和加載盤7配合使用可進行大直徑土樣的加載。

所述油源9外置，其輸油管作保溫處理，以保證實驗精確控溫。油源9置于低溫環境室外，減少加載過程中油源散熱而影響到凍土環境溫度。