[發明專利]一種加筋土單元體平面應變試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 202110607542.5
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113295539A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 梁程;沈盼盼;羅敏敏;李格燁
• 申請（專利權）人: 中國長江三峽集團有限公司
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 李登橋

本發明公開了一種加筋土單元體平面應變試驗裝置及方法，它包括試驗箱，所述試驗箱的頂部配合安裝有用于加載的軸向加載裝置；所述試驗箱的內部設置有用于施加圍壓的側向圍壓加載裝置；所述側向圍壓加載裝置與圍壓調節裝置，所述軸向加載裝置和圍壓調節裝置都與控制裝置相連；所述試驗箱配合安裝有變形測量裝置，所述變形測量裝置與數據采集系統相連?？商娲F有的大型三軸試驗裝置，獲得加筋土單元體在平面應變條件下的應力應變特性，試驗結果能直接用于對加筋土結構力學特性的分析，不需要經過變換。

技術領域

本發明屬于巖土工程技術領域，尤其是涉及一種加筋土單元體平面應變試驗裝置及方法。

背景技術

在研究土工合成材料加筋土結構（比如加筋土邊坡、加筋土擋墻、加筋土橋臺等）的力學特性時，常常會做一些單元體試驗以標定建立的數值模型。目前常采用直徑為300mm，高度為600mm的圓柱形加筋土單元體在不同圍壓條件下進行大型三軸試驗，以獲得加筋土單元體的應力應變曲線等信息。然而，對于土工合成材料加筋土結構，通常認為其在寬度方向上不發生變形，將其簡化為平面應變狀態進行研究，在該狀態下對加筋土單元體的力學特性進行測試，而非三軸條件下，更能準確的分析加筋土結構的力學特性，但目前缺乏在平面應變條件下測試加筋土單元體力學特性的大型試驗裝置。

現有技術采用三軸試驗的方式對加筋土單元體的力學特性進行測試，允許加筋土單元體在其徑向上發生變形，但土工合成材料加筋土結構，比如加筋土邊坡、加筋土擋墻、加筋土橋臺等，均可認為其在寬度方向不發生變形，符合平面應變狀態的假定，并且在室內研究土工合成材料加筋土結構力學特性時，經常按比例縮尺在平面應變條件下進行模型試驗。采用大型三軸的試驗方式不如在平面應變條件下對加筋土單元體的力學特性測試的更加準確，同時在三軸條件下得到的測試結果用于數值分析或模型試驗，需要經過理論經驗公式進行相應變換，會降低試驗結果的精度，而在平面應變條件下得到的測試結果可直接使用，不需要經過另外變換。

發明內容

本發明的目的是提供一種加筋土單元體平面應變試驗裝置及方法，可替代現有的大型三軸試驗裝置，獲得加筋土單元體在平面應變條件下的應力應變特性，試驗結果能直接用于對加筋土結構力學特性的分析，不需要經過變換。

為了實現上述的技術特征，本發明的目的是這樣實現的：一種加筋土單元體平面應變試驗裝置，它包括試驗箱，所述試驗箱的頂部配合安裝有用于加載的軸向加載裝置；所述試驗箱的內部設置有用于施加圍壓的側向圍壓加載裝置；所述側向圍壓加載裝置與圍壓調節裝置，所述軸向加載裝置和圍壓調節裝置都與控制裝置相連；

所述試驗箱配合安裝有變形測量裝置，所述變形測量裝置與數據采集系統相連。

所述試驗箱包括底座，所述底座的頂部四角分別固定安裝有支撐梁，所述支撐梁的下部和底座之間分別固定安裝有剛性面板，并將支撐梁下部空間圍成矩形箱體；其中位于正面的剛性面板采用透明有機玻璃面板。

所述試驗箱的四個側面均固定安裝有剛性橫肋，且所述剛性面板均采用可拆卸的插裝安裝方式。

所述軸向加載裝置包括固定在試驗箱的支撐梁頂部的反力架，所述反力架的底端倒置安裝有液壓缸，所述液壓缸的底端與設置在試樣頂部的剛性承壓板相配合，并將軸向加載力傳遞到筋土單元體表面進行加載。

所述液壓缸上連接有液壓油進口連接管和液壓油出口連接管，所述液壓油進口連接管和液壓油出口連接管通過換向閥組與液壓泵站相連；所述換向閥組和液壓泵站與控制裝置相連，所述控制裝置通過程序實現現對加載/卸載的精準控制。

所述側向圍壓加載裝置包括設置在試驗箱內部，并位于試樣兩側的氣囊，所述氣囊通過氣囊連接管與用于儲存高壓氣體的鋼化玻璃管相連，所述鋼化玻璃管上安裝有圍壓調節裝置。