[發明專利]一種土體拉壓扭特性分析的試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 202210827468.2
• 申請日: 2022-07-14
• 公開（公告）號: CN115201028A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 李哲;劉彤;張健衛;劉世強;李聚強;郭家;李曉思;陳柄帆;牟寶磊;邵登峰
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01N3/22
• 分類號: G01N3/22;G01N3/08;G01N3/02;G01N3/26
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李紅霖

本發明公開了一種土體拉壓扭特性分析的試驗裝置及方法，涉及土體工程室內拉壓扭轉試驗領域，本裝置包括底座和設置在底座上的試樣單元和動力單元，通過試樣單元牢牢固定土體試樣，通過動力單元為土體試樣提供軸向力和扭轉力，本裝置能夠簡便、精確、一體化地測試土體抗拉壓扭強度特性；本方法通過采用土體拉壓扭特性分析的試驗裝置，實現了荷載和扭矩的施加、力和扭矩的精準控制以及試驗數據的檢測記錄等操作，實現試樣水平軸力下的拉壓扭轉試驗及復合試驗，能夠簡便而又精確地測試土體抗拉壓扭強度特性，本方法操作簡便快捷，提高了實驗結果的準確性，節約了大量的人力成本，又節約了時間成本。

技術領域

本發明涉及土體工程室內拉壓扭轉試驗領域，具體涉及一種土體拉壓扭特性分析的試驗裝置及方法。

背景技術

土體的抗拉強度與抗壓強度、抗剪強度指標都是衡量土體強度特征的重要指標。在以往的工程實踐中主要利用土體的抗壓強度、抗拉強度或抗剪強度單項指標衡量其強度特征，并且相比于抗壓強度、抗剪強度指標，抗拉強度在數值上要小得多，難以測量準確，工程中一般選擇性忽視抗拉強度指標。

事實上，工程上的結構破壞常常同時與土的抗拉特性和土的抗剪特性或同時與土的抗壓特性和土的抗剪特性有關，比如：張拉裂縫會大大降低邊坡滑動面的阻力，雨水通過裂縫下滲至坡體內部，增加邊坡重量，導致邊坡失穩，這是由于邊坡存在拉應力區，在復雜應力狀態下，邊坡也存在剪應力區。

綜上所述，如何探索一種集性能可靠、精度高、操作簡單、功能齊全、成本可控為一體的一種土體拉壓扭特性分析的試驗裝置及試驗方法，是當今土體工程技術領域中亟待解決的一項難題。

發明內容

為了解決上述技術問題，即如何在對土體進行抗拉壓特性試驗的同時又能對其進行抗扭特性試驗，本發明提供一種土體拉壓扭特性分析的試驗裝置及方法，本發明能夠簡便而又精確地測試土體抗拉壓扭強度特性，減少儀器對實驗結果精確性的影響。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術內容：

一種土體拉壓扭特性分析的試驗裝置，包括底座，所述底座上設置有試樣單元和動力單元；

所述試樣單元包括夾具組件以及固定在所述底座上的直線導軌；

所述直線導軌上從前到后依次設置有均能沿其軸向滑動的滑塊Ⅰ和滑塊Ⅱ；

所述動力單元包括伺服電機、拉扭傳感器和軸承；

所述伺服電機軸向方向上連接在固定在所述底座上的減速機的一端；

所述減速機的另一端通過聯軸器與所述軸承的一側相連，所述軸承通過軸座固定在所述底座上；

所述拉扭傳感器通過底板Ⅰ與所述滑塊Ⅰ相連；

所述拉扭傳感器的一端連接有平行式電動缸，所述平行式電動缸通過底板Ⅱ與所述滑塊Ⅱ相連；

所述軸承的另一側與所述拉扭傳感器的另一端分別連接有一個夾具組件；

所述伺服電機、所述減速機、所述聯軸器、所述軸承、所述夾具組件、所述拉扭傳感器和所述平行式電動缸的中心均在同一水平軸線上。

進一步地，還包括梯形支架Ⅰ，矩形支架Ⅰ，矩形支架Ⅱ，矩形支架Ⅲ，梯形支架Ⅱ；

所述梯形支架Ⅰ設置在所述底座與所述減速機之間，用于支撐所述減速機；

所述矩形支架Ⅰ設置在所述底座與所述軸座之間，用于支撐所述軸座；

所述矩形支架Ⅱ和所述矩形支架Ⅲ依次設置在所述底板Ⅰ和所述拉扭傳感器之間，所述拉扭傳感器的前端固定在所述矩形支架Ⅱ上，所述拉扭傳感器的后端固定在所述矩形支架Ⅲ上；