[發明專利]考慮循環荷載和土體飽和度的蠕變儀及試驗方法

在審

• 申請號: 202010632045.6
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN113884398A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 林桂武;王家全;魏磊;常志凱;來榮國;林志南;蘇小敏;鐘張寶;吳炳輝;尹海濱;唐新華;劉飛;劉郁冬;吳政良;崔健;廖英釗
• 申請（專利權）人: 廣西科技大學;中鐵二十五局集團第四工程有限公司;中鐵二十五局集團有限公司;柳州市誠信建設監理有限責任公司
• 主分類號: G01N3/38
• 分類號: G01N3/38;G01N3/02
• 代理公司: 柳州市集智專利商標事務所 45102
• 代理人: 陳希

一種考慮循環荷載和土體飽和度的蠕變儀及試驗方法，包括加載臺、保溫保濕系統、試樣盒、應變采集系統、循環加載系統，保溫保濕系統包括保溫保濕控制元件、溫度濕度監測探頭、保溫保濕箱，試樣盒包括夾具、加熱片、注水管，夾具在試樣盒兩端夾持土工材料試樣，夾具左側與試樣盒固定，右側與提供水平拉力水平拉力裝置連接，由水平拉力裝置向夾具的右側施加水平拉力，在試樣盒頂部設置由循環加載系統帶動上下移動的第一砝碼，對試樣盒內的試樣按設定的加載頻率提升、降落，對試樣頂部施加循環壓力。其優點是保溫保濕箱可以設定試樣內溫度和濕度，實現為蠕變試樣施加長期穩定的循環荷載的目的，突破了傳統蠕變儀只能在試樣上部施加靜載的局限。

技術領域

本發明涉及巖土工程室內試驗技術領域，特別涉及一種考慮循環荷載和土體飽和度的蠕變儀及試驗方法。

背景技術

近年來，由于土工材料本身較好地抗拉性能，同時與土體相互作用產生摩擦力，可以有效減少邊坡的側向變形、地基的不均勻沉降等問題，因此在道路、邊坡等工程建設中土工材料被廣泛使用。但是在長期荷載作用下，土工材料會表現出一定的蠕變特性，這直接關系到土工材料的力學特性和耐久性，因此研究土工合成材料的蠕變性能具有重要意義。

目前關于土工材料的蠕變特性研究主要集中于土工材料在上部靜載作用下的蠕變特性研究，但是這沒有充分考慮到在路基、路堤邊坡中土工材料的使用環境，并且已有的傳統蠕變儀也不能為試樣提供長期穩定的循環荷載，極大限制了在循環動載下土工材料蠕變特向的研究，因此進行可以提供循環動載的蠕變儀器研發意義重大。此外，傳統蠕變儀大多只考慮溫度變化，但是在實際工程中土工材料與土體直接接觸，土體飽和度對土工材料蠕變特性的影響也是學者們應關注的問題，目前已有蠕變儀也未能充分考慮到土體飽和度的作用，因此本發明從循環動載和土體飽和度兩個角度進行設計，這對于揭示動載、土體不同飽和度下土工格柵蠕變特性及破壞機理至關重要。

發明內容

本發明的目的是提供一種可以進行循環加載并設定試樣盒內溫度、濕度的蠕變儀。儀器測量精度高，穩定性強，可以滿足蠕變儀試驗周期長的試驗需求的考慮循環荷載和土體飽和度的蠕變儀及試驗方法。

本發明的解決方案是這樣的：

一種考慮循環荷載和土體飽和度的蠕變儀，包括加載臺、保溫保濕系統、試樣盒、應變采集系統、循環加載系統，其特征在于：所述保溫保濕系統包括保溫保濕控制元件、溫度濕度監測探頭、保溫保濕箱，所述保溫保濕箱內放置試樣盒，所述溫度濕度監測探頭設置于對保溫保濕箱內部土工材料試樣進行監測的位置，測取土工材料試樣的溫度濕度并將測取的數據送到保溫保濕控制元件，由保溫保濕控制元件控制加熱片或者注水管的工作；所述試樣盒包括夾具、加熱片、注水管，試樣盒為頂部開口的結構，從頂部填入土樣，在試樣盒的兩端開有通孔，該通孔供土工材料試樣伸出到試樣盒外；所述夾具在試樣盒兩端夾持土工材料試樣，夾具左側與試樣盒固定，右側與提供水平拉力水平拉力裝置連接，由水平拉力裝置向夾具的右側施加水平拉力；所述加熱片設置于對試樣盒內部土工材料試樣進行加熱的位置，加熱片連接溫度濕度控制元件，由溫度濕度控制元件控制加熱片對土工材料試樣進行加熱；所述注水管設置于對試樣盒內部土工材料試樣進行注水的位置，注水管連接溫度濕度控制元件，由溫度濕度控制元件控制注水管對土工材料試樣進行注水；當試樣盒內溫度和濕度超過控制范圍時，將會觸發保溫保濕控制元件工作，從而保證試樣盒內溫度和濕度處于設定值；在試樣盒頂部設置有第一砝碼，所述第一砝碼由循環加載系統帶動上下移動，對試樣盒內的土工材料試樣按設定的加載頻率提升、降落，對土工材料試樣頂部按設定頻率施加壓力；所述應變采集系統包括應變采集儀、位移計，所述位移計沿試樣盒縱向設置，所述位移計通過應變儀數據線連接應變采集儀，采集土工材料試樣的縱向位移數據。

更具體的技術方案還包括：所述水平拉力裝置是由第二砝碼向右側的夾具施加水平拉力，所述第二砝碼通過第二鋼絞線連接右側的夾具，通過滑輪改變力的方向，第二砝碼產生的垂直拉力轉換成對右側夾具施加的水平拉力。