[發(fā)明專利]三軸拉伸試驗裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810305841.1
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108519294A
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙居代;楊鴻鈞;張喜平;羊小云;徐小明;孫東風(fēng);孟令福
• 申請（專利權(quán)）人: 中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/08
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 呂志英

本發(fā)明提供一種基于常規(guī)巖土三軸壓縮試驗儀的三軸拉伸試驗裝置，該裝置包括測力計連接頭、連接套、軸桿、試樣帽及銷鍵圈五部分。本發(fā)明的效果是該裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，在常規(guī)巖土三軸試驗壓縮儀的基礎(chǔ)上通過該裝置可實現(xiàn)巖土的三軸拉伸試驗，能夠進行巖土的常規(guī)三軸拉伸、軸向減載三軸拉伸及平均主應(yīng)力為常數(shù)的三軸拉伸等試驗，相較于目前進行巖土三軸拉伸試驗的GDS等特殊儀器，成本少，費用低，效費比高，操作簡單方便，推廣應(yīng)用性強，為巖土工程的三軸拉伸試驗提供了一種新型測試裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明為一種室內(nèi)巖土試驗測試裝置，特別是一種三軸拉伸試驗裝置，通過該裝置可在常規(guī)巖土三軸壓縮試驗儀的基礎(chǔ)上，進行巖土的三軸拉伸(CTE)、軸向減載三軸拉伸(RTE)及平均主應(yīng)力p為常數(shù)的三軸拉伸(TE)等巖土拉伸試驗，提供相關(guān)的應(yīng)力、應(yīng)變、強度、應(yīng)力路徑等試驗參數(shù)。

背景技術(shù)

在巖土體的邊坡穩(wěn)定評估中，常需提供該巖土體的強度參數(shù)。巖土體的邊坡穩(wěn)定分析，目前普遍采用基于極限平衡分析的瑞典條分法和畢肖普法，其均假定邊坡滑動面為圓弧狀，滑體在力的作用下沿圓弧面滑動。一般認為圓弧狀滑動面因其受力狀態(tài)不同而分為三個區(qū)域：壓剪區(qū)、純剪區(qū)、拉剪區(qū)。壓剪區(qū)，一般位于圓弧狀滑動面的上部，其主要承受壓力-剪切作用，巖土體在壓力的作用下剪切破壞，致使其發(fā)生滑動；純剪區(qū)，一般位于圓弧狀滑動面的中下部，其主要承受純剪切作用，巖土體在近似于水平推力的作用下發(fā)生剪切破壞而滑動；拉剪區(qū)，一般位于圓弧狀滑動面的尾部，其主要承受拉力-剪切作用，巖土體在拉力的作用下剪切破壞而產(chǎn)生滑動。巖土體的邊坡穩(wěn)定分析，不同的滑動區(qū)域應(yīng)采用不同的剪切強度，壓剪區(qū)應(yīng)采用壓縮剪切強度，純剪切區(qū)應(yīng)采用直剪或單剪強度，拉剪區(qū)則應(yīng)采用拉伸強度。巖土體不同受力狀態(tài)的剪切強度不盡相同，其求取方式也各異，其壓縮剪切強度一般通過三軸壓縮儀進行巖土體的三軸壓縮試驗獲得，直剪強度通過直接剪切儀進行巖土體的直剪試驗獲得，單剪強度由單剪儀進行巖土體的單剪試驗獲得，拉伸強度則由一些專門的儀器進行巖土體的三軸拉伸、單軸拉伸、土梁彎曲、徑向壓裂、空心圓柱內(nèi)壓裂等試驗獲得。工程實踐中，限于技術(shù)水平、復(fù)雜程度、使用頻率及價格等原因，相對來說，直剪儀、三軸壓縮儀等試驗儀器應(yīng)用較為普遍，而單剪儀和進行拉伸試驗的專用儀器則應(yīng)用較少，僅限于一些專業(yè)科研機構(gòu)和高等院校。所以工程實際中，出于現(xiàn)實情況和簡化原由，常將巖土體受力狀態(tài)不同的三個滑動區(qū)域簡化為受力狀態(tài)相同的一個區(qū)域，并用統(tǒng)一的三軸壓縮強度或直剪強度作為巖土體邊坡穩(wěn)定分析的抗剪強度指標。此種分析方法雖然較為簡單易行，但與工程實際情況卻有出入，用此種分析方法得出的邊坡穩(wěn)定結(jié)果對于工程的安全性、造價等，會埋下隱患，有時甚至?xí)a(chǎn)生致命后果，其弊端已逐漸引起人們的重視，所以近些年工程界主張細化巖土體的邊坡穩(wěn)定分析方法，用其不同受力狀態(tài)的剪切強度來分別分析評價其穩(wěn)定狀態(tài)，其期取得最貼近工程實際狀況的分析結(jié)果。鑒于獲取巖土體壓縮剪切強度和直剪強度的試驗儀器相對普及，指標容易獲取，而傳統(tǒng)獲取巖土體拉伸剪切強度的試驗儀器卻較為昂貴，應(yīng)用范圍小，普及率低，所以現(xiàn)實的需要，須有一種操作簡單、使用方便、成本低、易推廣的巖土體拉伸試驗裝置，為巖土體的強度穩(wěn)定分析提供試驗指標與依據(jù)。基于此種需求，急于研制基于常規(guī)巖土三軸壓縮試驗儀的三軸拉伸試驗裝置。

發(fā)明內(nèi)容

由于傳統(tǒng)獲取巖土體拉伸剪切強度的試驗儀器較為昂貴，應(yīng)用范圍小，普及率低，試驗指標獲取較難，而常規(guī)的巖土三軸壓縮儀卻相對普及，應(yīng)用范圍廣，本發(fā)明的目的是提供一種三軸拉伸試驗裝置，為巖土體的邊坡強度穩(wěn)定分析提供相關(guān)試驗指標和依據(jù)，借助于現(xiàn)有的的常規(guī)巖土三軸壓縮儀，通過本發(fā)明裝置實現(xiàn)巖土體常規(guī)三軸拉伸(CTE)、軸向減載三軸拉伸(RTE)及平均主應(yīng)力p為常數(shù)的三軸拉伸(TE)等試驗，以取得巖土體相應(yīng)的剪切強度、應(yīng)力路徑等相關(guān)參數(shù)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種三軸拉伸試驗裝置，其中：該裝置包括有測力計連接頭、連接套、軸桿、試樣帽及銷鍵圈。測力計連接頭上端連接測力計，下端通過連接套連接軸桿。軸桿上端連接測力計連接頭和連接套，下端連接試驗帽。試驗帽位于試驗巖土樣上端，與軸桿連接，所述軸桿與試驗帽絲扣連接；所述銷鍵圈套在接套外周，用于軸桿與試驗帽的連接與拆卸。