[發明專利]拉伸過程中裂縫自由拓展的土體雙軸拉伸裝置

在審

• 申請號: 202210381005.8
• 申請日: 2022-04-12
• 公開（公告）號: CN114839059A
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 黃章鑫;孫一清;張宏偉;沈振中;徐力群;甘磊;于家傲;疏永康;楊金孟;陳官運;談家誠;馬洪影;王碩;金洪杰
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 王群

本發明屬于土工測試領域，涉及拉伸過程中裂縫自由拓展的土體雙軸拉伸裝置。包括工作平臺、四葉草形模具組件、拉伸組件、自由田格以及傳感器組件。四葉草形模具組件包括承載受拉部件，承載受拉部件的數量為四個，四個承載受拉部件圍成四葉草形模具腔，四葉草形模具腔用于裝載黏土以形成四葉草形試樣。自由田格可移動設置在工作平臺上且位于四葉草形模具腔內以承托四葉草形試樣。承載受拉部件可移動安裝于工作平臺且在制作四葉草形試樣的過程中，通過可拆卸連接件固定于工作平臺。拉伸組件包括四個拉伸件，四個拉伸件分別與四個承載受拉部件連接。傳感器組件用于感應拉伸過程中四葉草形試樣的應力以及位移。本發明的測試項目更多且測試準確度更高。

技術領域

本發明屬于土工測試技術領域，具體涉及一種拉伸過程中裂縫自由拓展的土體雙軸拉伸裝置。

背景技術

黏土由于其特定的礦物結構會在土粒周圍形成一層與自由水性質不同的吸著水。弱吸著水的存在使土具有塑性、黏性。因此黏土體存在一定的抗拉、抗剪能力。

黏土心墻堆石壩對地質條件有較好的適應性，在深厚覆蓋層地區被廣泛采用。現代高壩逐漸以黏土心墻壩等土石壩為主。由于土石壩的拱效應以及水力劈裂等原因，部分心墻黏土體不可避免會承受一定拉應力。因此研究黏土體(包括摻礫黏土體)的抗拉強度對心墻壩工程的結構安全乃至滲流穩定具有重要意義。

目前，測量土體抗拉強度的測試方法主要有直接拉伸測試(單軸拉伸測試、三軸拉伸測試)和間接拉伸測試(土梁彎曲測試、徑向壓裂測試等)。其中，單軸拉伸測試是直接對試樣施加軸向拉力，以測得抗拉強度。

現有一種斷裂可視化一體式土體單軸拉伸裝置。它對啞鈴型試樣進行單軸拉伸。可以直接觀測斷裂的過程以及斷裂的準確位置。其試樣下方設置有垂直于拉伸方向的滑動條，雖在拉伸方向對試樣的約束較小，但在垂直拉伸方向對試樣有較大約束，對斷裂的位置以及方向有一定影響。

在拱效應的作用下，心墻黏土會受到順河流向的拉應力。同時，由于河床壩段的心墻底部設置有剛性的混凝土防滲墻，而岸坡段沒有，導致心墻在壩軸線方向的沉降也并不均勻，從而使心墻在垂直河流向也受到拉應力。

目前的土體拉伸測試裝置大多集中于單軸拉伸測試，測試項目不全且測試準確度低。因此有必要發明一種拉伸過程中裂縫自由拓展的土體雙軸拉伸裝置，增加測試的項目以及提高測試的準確度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種拉伸過程中裂縫自由拓展的土體雙軸拉伸裝置，以增加測試的項目以及提高測試的準確度。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種拉伸過程中裂縫自由拓展的土體雙軸拉伸裝置，包括工作平臺、四葉草形模具組件、拉伸組件、自由田格以及傳感器組件；所述四葉草形模具組件包括承載受拉部件，所述承載受拉部件的數量為四個，四個所述承載受拉部件圍成四葉草形模具腔，所述四葉草形模具腔用于裝載黏土以形成四葉草形試樣；所述自由田格可移動設置在所述工作平臺上且位于所述四葉草形模具腔內以承托所述四葉草形試樣；所述承載受拉部件可移動安裝于所述工作平臺且在制作所述四葉草形試樣的過程中，通過可拆卸連接件固定于所述工作平臺；所述拉伸組件包括四個拉伸件，四個所述拉伸件分別與四個所述承載受拉部件連接；所述傳感器組件用于感應拉伸過程中所述四葉草形試樣的應力以及位移。

優選地，所述四葉草形模具組件還包括可移動設置在所述工作平臺上的自由長條，所述自由長條設置在所述承載受拉部件與所述自由田格之間。

優選地，所述承載受拉部件與所述自由田格之間設置有兩個所述自由長條。

優選地，所述承載受拉部件、所述自由田格以及所述自由長條的底部均安裝有滾球。

優選地，所述自由田格由若干自由方格組成，每個所述自由方格底部安裝有滾球。