[發明專利]一種用于對土樣施加初始應力的裝置

在審

• 申請號: 202210766613.0
• 申請日: 2022-07-01
• 公開（公告）號: CN115060563A
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 徐湘田;郭作宇;桑愛亭;王永濤;梅子健;嚴致君
• 申請（專利權）人: 內蒙古大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/42
• 代理公司: 內蒙古欣洋瑞專利代理有限公司 15110
• 代理人: 胡燕

本發明公開了一種用于對土樣施加初始應力的裝置，其包括上承載板、下承載板、上下開口的模具套及兩個初始應力施加單元；其中一個初始應力施加單元活動夾設在模具套的前后兩側，另一個初始應力施加單元活動夾設在模具套的左右兩側；模具套放置于下承載板上，模具套的頂部活動蓋設有上承載板；模具套由柔性材質制成。其優點在于：本發明通過初始應力施加單元能夠給模具套中的凍融土樣定量持續地施加圍壓，能夠更好的反應土樣真實的力學狀態及土樣密實狀態，使制備的土樣與實際情況相同，從而提高土體力學試驗結果的準確性。

技術領域：

本發明涉及凍融土制樣技術領域，具體涉及一種用于對土樣施加初始應力的裝置。

背景技術：

在凍土地質下施工建設時，由于凍土本身對環境溫度敏感，會出現融化沉降和凍脹的變化過程，嚴重地影響整個工程的可靠性和耐久性，為了研究凍融土體的力學特性，工作人員模擬實際地下巖土環境來制備凍融土樣，通過土體直剪、真三軸、土與結構面等多種土體力學試驗來研究土體的力學特性、土與結構接觸面的力學特性和土與結構接觸面附近土體的變形特性，從而更好地完成施工建設。

傳統的凍融土樣制樣過程：首先，稱取適量的干土和水攪拌均勻后放入保濕皿中浸潤24h，其次，徹底清洗模具,并在模具表面涂上一層凡士林，然后，將濕土放入內部尺寸為100mm×100mm×100mm的模具中分層擊實，然后連同模具，將其放入-20℃的低溫箱凍結1h后再脫模，脫模后包裹一層保鮮膜，以減少在凍結過程中試樣水分散失，接著將土樣放置在-20℃的低溫箱中凍結24h，最后放置在目標溫度的低溫箱繼續凍結24h。

上述凍融土樣制備過程中，與實際巖土環境中的土體相比，制備的凍融土樣在凍結過程中未受到圍壓作用，不能很好的反應土樣真實的初始應力狀態及土樣密實狀態，因此，在凍融土樣制備的過程中，設計一種用于對土樣施加初始應力的裝置，以制備更接近于實際工況的土樣，對于土體力學試驗具有重要意義。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種用于對土樣施加初始應力的裝置，解決了制備的凍融土樣不能很好的反應真實的土樣初始應力狀態及土樣密實狀態的問題。

本發明由如下技術方案實施：一種用于對土樣施加初始應力的裝置，其包括上承載板、下承載板、上下開口的模具套及兩個初始應力施加單元；其中一個所述初始應力施加單元活動夾設在所述模具套的前后兩側，另一個所述初始應力施加單元活動夾設在所述模具套的左右兩側；所述模具套放置于所述下承載板上，所述模具套的頂部活動蓋設有所述上承載板；所述模具套由柔性材質制成。

優選的，所述初始應力施加單元包括兩塊固定板、至少兩根螺紋桿、兩塊相互平行設置的應力施加板；兩塊所述固定板之間通過所述螺紋桿連接，兩塊所述固定板相對的板面上通過彈簧分別連接有一塊所述應力施加板，兩塊所述應力施加板分別與所述模具套對應的兩側外壁貼合設置。

優選的，在所述初始應力施加單元的兩塊所述固定板的板面底部均開設有缺口，所述下承載板的兩端置于對應的所述缺口內。

優選的，所述下承載板的兩端分別固定連接有穿過對應所述缺口的提手。

優選的，其還包括限位梁，所述固定板的板面上垂直開設有通孔，所述限位梁的一端滑動穿過所述通孔與所述應力施加板的板面固定連接，所述限位梁上開設有若干個凹槽，所述固定板的外側板面上貼合設有活動插接在所述凹槽內的限位銷。

優選的，所述限位梁上設有刻度線。

優選的，在所述上承載板的頂面活動放置有砝碼。

優選的，所述模具套為橡膠材質。

本發明的優點：第一，本發明通過調整固定板和應力施加板之間限位梁的長度，能夠調整固定板和應力施加板之間的彈簧的壓縮量，從而能夠控制施加初始應力的大小。