[發明專利]一種應力應變控制式土體抗拉強度試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 201811043614.2
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN109406268A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 桂躍;劉銳;吳承坤;方超
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種應力應變控制式土體抗拉強度的試驗裝置及方法，包括應力控制加載部件、應變控制加載部件、杠桿傳力部件、豎式土樣拉伸部件、應力?應變監測部件、支座底板，本發明能實現高精度的應力應變控制式土體抗拉強度試驗，實現兩種控制方式，只需簡單改變安裝的模組即可，并且能夠監測每一時刻的應力應變情況，具有靈活控制加荷，靈活施加應變的特點，為土體抗拉強度試驗提供一種可靠，精確的試驗裝置及試驗方法，本發明裝置具有結構簡單緊湊，操作簡單，便于推廣，多功能整合，精度高，成本低廉的特點，通過本發明的試驗裝置及試驗方法，可以得出土體受拉過程中的應力應變關系，這對于現實工程和科研具有重要的指導意義。

技術領域

本發明涉及一種應力應變控制式土體抗拉強度的試驗裝置及方法，屬于巖土工程技術領域。

背景技術

土體強度的試驗對實際工程有著重要的指導意義，不管是基坑工程、邊坡工程還是基礎工程中，土體的強度都是最具參考性的設計依據之一；而土體作為一種散粒的連續介質體，其抗壓強度和抗剪強度遠高于抗拉強度，所以在土體強度的試驗中，常見的是土體的抗壓強度和抗剪強度的試驗，這方面的試驗儀器也非常多，在土體的抗壓強度試驗就有無側限抗壓強度試驗等，在土體的抗剪強度試驗則有直剪試驗、三軸剪切試驗、單剪試驗等，總之，土體的抗壓強度試驗和抗剪強度試驗的發展十分成熟，大部分相應的試驗標準和規范也被業內眾多學者所認可。然而，土體的抗拉強度往往被許多人所忽略，所以土體抗拉強度試驗發展并不像抗壓強度和抗剪強度試驗一樣成熟，甚至相關的試驗標準和規范也不是十分健全，但是在實際的巖土工程問題中，土體的抗拉強度有時是起到主導作用的，比如路基的張拉裂縫、邊坡失穩裂縫的發展趨勢、高土石壩的水利劈裂等問題，這都和土體的抗拉強度是密切相關的。因此發展和完善土體抗拉強度的試驗裝置及試驗方法是十分必要的，這能起到進一步完善試驗土力學的作用。

發明內容

發明目的之一在于提供了一種應力應變控制式土體抗拉強度試驗裝置，本發明裝置可以控制高精度的應力、測量高精確度的應變，結構簡單緊湊，操作簡單，為土體的抗拉強度測試提供一種新思路和新方法。

本發明的技術方案是：

一種應力應變控制式土體抗拉強度試驗裝置，包括應力控制加載部件、應變控制加載部件、杠桿傳力部件、豎式土樣拉伸部件、應力-應變監測部件、支座底板；

所述杠桿傳力部件包括兩根立柱Ⅰ、傳力桿、軸承桿、兩個金屬環、軸承（23）、兩個S形掛鉤Ⅰ、兩根鋼索繩；所述兩根立柱Ⅰ的底部分別固定在支座底板上，且兩根立柱Ⅰ的頂端分別設有孔，所述軸承桿的兩端分別穿過兩根立柱Ⅰ頂端的孔，且軸承桿的兩端分別用螺母固定在兩根立柱Ⅰ上，所述軸承桿的中部穿過軸承的一端，軸承的另一端與傳力桿的中部固定連接，所述傳力桿的底部兩端分別固定金屬環，所述兩個S形掛鉤Ⅰ的一端分別與兩端的金屬環連接，兩個S形掛鉤Ⅰ的另一端分別與鋼索繩的一端連接；

所述豎式土樣拉伸部件包括頂蓋圓形套筒、底蓋圓形套筒、兩根立桿Ⅰ、兩條軌道、四個定滑輪；所述底蓋圓形套筒為無頂蓋的套筒，所述底蓋圓形套筒的底面固定在支座底板上，待測圓柱土樣放置在底蓋圓形套筒內，所述頂蓋圓形套筒為無底的套筒，所述頂蓋圓形套筒套放在待測圓柱土樣的頂部，且頂蓋圓形套筒的兩側上分別固定一條軌道，所述兩根立桿Ⅰ分別位于底蓋圓形套筒的兩側，兩根立桿Ⅰ的底部分別固定在支座底板上，且兩根立桿Ⅰ的上部分別安裝兩個定滑輪，兩條軌道的一側分別卡在兩根立桿Ⅰ上部的兩個定滑輪的槽內，兩根立桿Ⅰ上部的兩個定滑輪分別帶動兩條軌道上下運動；

所述應力-應變監測部件包括激光位移傳感器、拉壓力傳感器；所述激光位移傳感器通過支架安裝在底蓋圓形套筒一側的立桿Ⅰ頂部，激光位移傳感器的探頭位于頂蓋圓形套筒的上方，且激光位移傳感器的探頭射出的光線與頂蓋圓形套筒的頂蓋面垂直，所述拉壓力傳感器的底面固定在頂蓋圓形套筒的中心處，拉壓力傳感器的頂部設有金屬吊環Ⅰ，所述金屬吊環Ⅰ與S形掛鉤Ⅱ的一端連接，S形掛鉤Ⅱ的另一端與傳力桿下方一側的鋼索繩的另一端連接；