[实用新型]用于测量岩土工程试块真三轴蠕变的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于测量岩土工程试块真三轴蠕变的装置。

背景技术

蠕变是指固体材料在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象。它与塑性变形不同，塑性变形通常在应力超过弹性极限之后才出现，而蠕变只要应力的作用时间相当长，它在应力小于弹性极限时也能出现。

岩土工程中蠕变现象非常普遍，很多岩土工程灾害也与岩土体蠕变息息相关，如滑坡，塌方，地基沉降等，因此研究岩土体蠕变非常必要，这也是岩土工程安全的重要保证。

以往的岩土工程蠕变试验往往停留在单轴、假三轴的试验上，单轴试验忽略了试块围压的影响，假三轴试验则忽略了试块各向压力的不等性，这些都不能准确反映岩土体在实际条件下的真实受力及蠕变行为。国内外岩土体真三轴蠕变试验仪器非常少见，结构十分复杂，规模相对庞大，操作繁琐，价格昂贵，并只用于高强度的蠕变试验中，对于低强度条件下的三轴蠕变往往丧失准确性。目前，对于低强度条件下岩土的蠕变现象的研究较为欠缺。

发明内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供用于测量岩土工程试块真三轴蠕变的装置。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

用于测量岩土工程试块真三轴蠕变的装置，包括支撑结构，所述装置还包括四个围压板与上、下加压板，以形成一包裹试块的封闭腔；所述围压板包括两个长围压板和两个短围压板，所述上、下加压板为长方形的顶部钢板和底部钢板，所述底部钢板的相邻两个侧面搭设两个向外侧弯折的“L”形长围压板，剩余的两个侧面搭设两个向外侧弯折的“L”形短围压板，所述短围压板的底端置于底部钢板上；所述长围压板的顶端搭设顶部钢板，所述顶部钢板与两个短围压板的内侧面紧贴；所述支撑结构的内部对应于四个围压板与上、下加压板均垂直设有压力传感器，所述压力传感器上均设有光栅尺。

所述支撑结构包括底板和“十”字形的顶部钢支架，所述顶部钢支架的四个末端分别通过侧部钢支架与底板连接；所述底板的中央以及侧部钢支架的中央分别朝向内部设有液压千斤顶。

所述顶部钢支架的交叉处下端与连接钢片I连接，所述液压千斤顶分别通过压力传感器与连接钢片II～VI连接，所述连接钢片I的下端设有顶部滑轮，连接钢片II的顶端设有底部滑轮，连接钢片III～VI朝向内侧均设有侧向滑轮；所述顶部滑轮支撑顶部钢板，所述底部滑轮支撑用于放置方形试块的底部钢板，所述试块的四个侧面分别与两个长围压板以及两个短围压板紧密贴合；所述侧向滑轮支撑四个围压板的外侧面。

所述围压板的肩部内侧和底部分别设有围压板肩部滑轮和围压板底部滑轮。

利用上述装置测量岩土工程试块真三轴蠕变的方法，具体步骤如下：

1）装配试验装置，形成一封闭腔包裹试块；

2）预加压，使支撑结构的内部与四个围压板以及上、下加压板接触，并保持稳定；

3）调节与底部钢板对应的压力传感器的示数，使之归零，并记录相应光栅尺的初始读数；

4）分别调节x轴、y轴、z轴方向的液压千斤顶，使三个方向的压力传感器的读数分别达到设定值，并保持稳定；所述设定值的范围为0～5MPa；

5）测量x方向、y方向的蠕变位移，取底部钢板的上升距离作为试块轴向蠕变位移。

所述步骤1）的具体方法是：搭置支撑结构，将底部钢板搭设在支撑结构内的底部，将两个长围压板搭设在底部钢板的相邻侧面；将试块放置于底部钢板上，并紧靠长围压板，将两短围压板安置于底部钢板上，并与试块接触；将顶部钢板置于长围压板上，与两个短围压板的侧面接触，形成封闭腔包裹试块。

所述搭置支撑结构的具体方法是：将“十”字形顶部钢支架的四个末端分别通过侧部钢支架连接至底板；底板的中央以及侧部钢支架的中央分别朝向内部安装液压千斤顶；顶部钢支架的交叉处下端与连接钢片I连接，液压千斤顶分别通过压力传感器与连接钢片II～VI连接，各个压力传感器上均安装光栅尺，连接钢片I的下端安装顶部滑轮，连接钢片II的顶端安装底部滑轮，连接钢片III～VI朝向内侧均安装侧向滑轮；顶部滑轮支撑顶部钢板，底部滑轮支撑底部钢板，侧向滑轮支撑四个围压板的外侧面。

所述步骤5）中，测量x方向、y方向的蠕变位移的具体方法是：1天内每隔30分钟测量一次，1天以后每隔2小时测量一次。

本实用新型的工作原理：

1方形试块四周以四组环绕钢板包裹，通过四钢板的挤压作用近似模拟围压；

2四组钢板采用“风车式”的搭接方式，侧向受力时可在一定范围内自由改变相对位置；