[發明專利]一種土工拉伸試驗的制樣裝置、方法及試驗方法

有效

• 申請號: 201811298476.2
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN109374404B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 張勇敢;魯洋;劉斯宏;楊蒙;徐瓊;賈凡;孫屹;王也;付英杰
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N3/04
• 分類號: G01N3/04;G01N3/08;G01N1/28
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;范青青

本發明公開了一種土工拉伸試驗的制樣裝置、方法及試驗方法，所述制樣裝置包括制樣模具，制樣模具的中間拉伸段與兩端的拉伸夾具可拆卸連接，采用改進的分層擊實裝置對測試樣進行精確擊實處理后，拆除制樣模具的中間拉伸段，獲取兩端夾有拉伸夾具的試樣，將拉伸夾具與試驗機連接，即可進行試樣的拉伸試驗測試。本發明提供的土工拉伸試驗制樣裝置結構簡單，提高了制樣精度和試驗的便捷性。

技術領域

本發明涉及一種土工拉伸試驗的制樣裝置、方法及試驗方法，屬于土工試驗技術領域。

背景技術

在水利工程、巖土工程領域，土體抗拉強度指標常常不受重視，與此相關的試驗研究和數據測量也沒有統一的試驗規范和試驗裝置。但大量工程事故表明，土體的開裂和坍塌、土石壩心墻的水力劈裂等與土體的抗拉強度、拉應變有密切聯系，因此深入開展土體抗拉強度的研究是必要而迫切的。

目前應用較多的單軸拉伸試驗存在如下問題：對于規則的長方體、圓柱體試樣，由于試樣是靠夾具與土體之間的摩擦力固定，夾力過小，試樣與夾具之間容易發生滑動，夾力過大，試樣與夾具連接處容易發生擠壓變形，使得試樣連接處有效截面減小，從而形成明顯的薄弱面；對于低密度、高含水率的試樣，采用環氧樹脂粘結試樣與試驗拉頭的方法便不再適用；對于采用梯形夾具的試樣，通過有限元數值模擬可以發現，在梯形夾具與試樣連接處存在明顯的應力集中現象；對一些特殊工況（如摻礫試樣）的大試樣，不當的分層擊實方法往往會使試樣產生一些薄弱面（如軸向分層擊實試樣在拉伸試驗過程中極易在分層處斷裂），使得試驗結果的可信度大大降低。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種土工拉伸試驗的制樣裝置、方法及試驗方法，能夠克服減小夾具與試樣連接處的應力集中和應力突變，提高試驗精度。

為達到上述目的，本發明是采用下述技術方案實現的：

第一方面，本發明提供了一種土工拉伸試驗的制樣裝置，所述制樣裝置包括具有空腔結構的制樣模具；所述制樣模具包括中間拉伸段，所述中間拉伸段的兩端分別設有拉伸夾具；

所述拉伸夾具包括端部限位板和分設于端部限位板兩端的限位臂；

所述限位臂包括圓弧過渡段和直線段；

所述圓弧過渡段的一端與中間拉伸段可拆卸連接，另一端向外擴張經所述直線段與端部限位板連接。

所述限位臂的內側還設置有用于阻止試樣與拉伸夾具發生相對滑動的阻滑片。

所述制樣裝置還包括擊實模塊；

所述擊實模塊包括：擊實底板和設于所述擊實底板上的擊實橫梁；所述擊實底板的形狀大小與所述空腔結構的形狀大小相匹配。

所述擊實模塊還包括支撐卡環；所述擊實橫梁上還設有用于安放支撐卡環的卡槽；支撐卡環置于卡槽中用于對試樣進行擊實限位。

所述卡槽沿擊實橫梁的豎直方向等距設置有三對。

所述直線段與制樣模具的軸線夾角為8°~15°。

所述制樣裝置還包括設于制樣模具底部的制樣底板。

所述端部限位板上還設有用于與試驗機相連的連接頭。

第二方面，本發明提供了一種土工拉伸試驗的制樣方法，包括擊實模塊和具有空腔結構的制樣模具，所述擊實模塊包括擊實底板、擊實橫梁和支撐卡環；所述擊實底板的形狀大小與所述空腔結構的形狀大小相匹配；所述擊實橫梁沿豎直方向等距設置有三組用于安放支撐卡環的卡槽；所述制樣模具包括中間拉伸段，所述中間拉伸段與兩端的拉伸夾具可拆卸連接；所述制樣方法包括如下步驟：

將試樣母材均分為三份；

取出一份試樣母材均勻平鋪于制樣模具的空腔結構中；