[發(fā)明專利]凍土拉剪試驗(yàn)儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011554025.8
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112525723B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫鐵成;縱子航;岳祖潤;胡田飛;張振波;王天亮;王社江;孫小猛;桂林;趙金輝;王林;王飛;董創(chuàng)奇;韓昀希;孫天澤
• 申請（專利權(quán)）人: 石家莊鐵道大學(xué)
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18;G01N3/24;G01N3/04
• 代理公司: 石家莊輕拓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 13128
• 代理人: 張培元

本發(fā)明公開了一種凍土拉剪試驗(yàn)儀，涉及土木工程技術(shù)領(lǐng)域，包括低溫試驗(yàn)罩及內(nèi)部的加載裝置，加載裝置上設(shè)有拉拔夾具和剪切夾具；試樣一及試樣二均包括面接觸的凍土樣和混凝土結(jié)構(gòu)塊，通過加載裝置對拉拔夾具內(nèi)的試樣一施加垂直于凍土樣與混凝土結(jié)構(gòu)塊接觸面的水平拉力，來完成測量凍土?結(jié)構(gòu)物界面區(qū)抗拉強(qiáng)度的拉拔試驗(yàn)；通過加載裝置對剪切夾具內(nèi)的試樣二施加垂直于凍土樣與混凝土結(jié)構(gòu)塊接觸面的壓力及平行于凍土樣與混凝土結(jié)構(gòu)塊接觸面的水平剪切力，來完成測量凍土?結(jié)構(gòu)物界面區(qū)抗剪強(qiáng)度的剪切試驗(yàn)。本發(fā)明通過低溫試驗(yàn)罩提供低溫環(huán)境，能夠在較小的操作空間內(nèi)完成抗拉及抗剪試驗(yàn)，能夠準(zhǔn)確模擬凍土與結(jié)構(gòu)物接觸面的力學(xué)行為。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土木工程試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種凍土拉剪試驗(yàn)儀。

背景技術(shù)

常溫下土體抗拉試驗(yàn)及抗剪試驗(yàn)研究的是土的抗拉強(qiáng)度及抗剪強(qiáng)度，而凍土與結(jié)構(gòu)物接觸面上的力學(xué)特性非常復(fù)雜，其中抗拉和抗剪強(qiáng)度是凍土地區(qū)影響結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)凍拔與傾覆的主要原因。

目前，常規(guī)的土工實(shí)驗(yàn)裝置，在低溫環(huán)境下并不適用，現(xiàn)有抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)裝置大多采用豎向拉伸，受試樣自重存在一定的抗拉強(qiáng)度偏差。而且，土樣層抗拉實(shí)驗(yàn)裝置，都是由其它實(shí)驗(yàn)裝置改造而成，若在低溫環(huán)境中使用，常面臨操作空間受限、造價高昂、精度難以控制等問題，極大地限制了試驗(yàn)的可操作范圍；再者，抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)均是利用不同的試驗(yàn)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)的，試驗(yàn)設(shè)備資金投入大，占用空間大，操作繁瑣。因此，亟待研發(fā)一種適用于低溫環(huán)境下土與結(jié)構(gòu)物抗拉與抗剪強(qiáng)度一體的試驗(yàn)裝置，能夠提高抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種凍土拉剪試驗(yàn)儀，既可測量凍土樣與結(jié)構(gòu)物接觸面抗拉強(qiáng)度，又可以測量凍土樣與結(jié)構(gòu)物接觸面抗剪強(qiáng)度，且造價低，在較小的操作空間內(nèi)即可完成抗拉強(qiáng)度及抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種凍土拉剪試驗(yàn)儀，包括低溫試驗(yàn)罩及其內(nèi)部的加載裝置，所述加載裝置上設(shè)有用于夾持試樣一的拉拔夾具和用于夾持試樣二的剪切夾具；所述試樣一及試樣二均包括面接觸的凍土樣和混凝土結(jié)構(gòu)塊，通過加載裝置對拉拔夾具內(nèi)的試樣一施加水平拉力，施加的拉力垂直于凍土樣與混凝土結(jié)構(gòu)塊的接觸面，來完成測量凍土-結(jié)構(gòu)物界面區(qū)抗拉強(qiáng)度的拉拔試驗(yàn)；通過加載裝置對剪切夾具內(nèi)的試樣二施加垂直壓力及水平剪切力，施加的壓力垂直于凍土樣與混凝土結(jié)構(gòu)塊的接觸面，施加的剪切力平行于凍土樣與混凝土結(jié)構(gòu)塊的接觸面，來完成測量凍土-結(jié)構(gòu)物界面區(qū)抗剪強(qiáng)度的剪切試驗(yàn)。

優(yōu)選的，所述低溫試驗(yàn)罩包括底座、中空殼體和內(nèi)襯，所述殼體設(shè)置于底座上，所述殼體的一端與底座的一端轉(zhuǎn)動連接，用于打開殼體安裝試樣一及試樣二；所述內(nèi)襯設(shè)置于殼體的內(nèi)壁，所述殼體內(nèi)設(shè)有與制冷設(shè)備相連的制冷管。

優(yōu)選的，所述加載裝置包括水平反力架、垂直反力架、垂直加載機(jī)構(gòu)和水平加載機(jī)構(gòu)，所述水平加載機(jī)構(gòu)、拉拔夾具及剪切夾具均設(shè)置于水平反力架上，所述垂直反力架設(shè)置于剪切夾具的外部，所述垂直加載機(jī)構(gòu)設(shè)置于垂直反力架上，用于對剪切夾具內(nèi)的試樣二施加壓力；所述水平加載機(jī)構(gòu)的施力端設(shè)有位移傳感器及水平負(fù)荷傳感器，所述水平加載機(jī)構(gòu)通過施力架與拉拔夾具及剪切夾具相連，所述垂直加載機(jī)構(gòu)的施力端通過垂直負(fù)荷傳感器與剪切夾具相連。