[实用新型]一种单轴抗拉装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及岩土工程实验设备领域，尤其涉及一种土的单轴抗拉装置及其测试方法。

背景技术

土的抗拉强度，由于其值较小，往往不被人们所重视，而随着土力学的不断发展和对工程质量要求的提高，不重视土的抗拉强度的研究已经不能适应时代的发展。尤其是随着高土石坝的建设增多，土石坝的裂缝的产生与土的抗拉强度有关，就使得研究土的抗拉强度变得尤为重要。现有土的抗拉试验测试主要通过直接拉伸试验(单轴拉伸试验和三轴拉伸试验)和间接拉伸试验(土梁弯曲试验、轴向压裂试验)测定土的抗拉强度，但是现实中一般采用间接拉伸试验，而很少采用直接拉伸试验，主要原因在于缺少合适试验装置。而现有直接拉伸试验的装置主要分为卧式的抗拉装置和竖式的抗拉装置。

201420121776.4的申请中公开了测定粘土抗拉强度的简易装置，其采用夹具夹住试样的方法固定土样。但是夹具固定土样的力不容易能控制，大了容易夹碎土样，小了会使土样松动，而无法测量。且还需要考虑摩擦力对实验结果的影响。

在朱建华的《饱和与非饱和压实粘性土的抗拉强度影响因素的研究》中所用的竖向抗拉装置，在测量时需要考虑土样的自重对测量的影响。

201320248708.x的申请中公开了岩土抗拉的试验装置，其中试样采用工字型试样，试样不容易制取。且试验装置制作过程较为复杂。

在胡海军，蒋明镜等的《制样方法对重塑黄土单轴抗拉强度影响的初探》中采用502胶使试样与仪器相连，存在试样从粘结处断裂的可能，而导致试验的结果无效。

实用新型内容

本实用新型的发明目的是：针对上述技术问题，提供一种单轴抗拉装置。

本实用新型技术方案为：一种单轴抗拉装置，包括底座，所述底座上安装有反力架；所述底座上安装第一固定座，所述第一固定座连接底座中的升降装置；所述反力架上设有与第一固定座相向对应的第二固定座；所述第二固定座通过弹簧与反力架连接；所述第二固定座与反力架之间设有长度测量仪。

本实用新型利用标定的弹簧，通过长度测量仪测得土样或试样被破坏时的应变，然后通过胡克定律得出土样的抗拉强度值。试样的拉力利用弹簧的应变来反算测得，而且本装置是采取下部改变位移，有效的减少了试样自重对测量结果带来的影响。相比现有技术本实用新型准确性更高。

优选的，所述长度测量仪为百分表，所述百分表一端固定在反力架上，其测量端接触第二固定座上端面。百分表的能够对长度变化提供精确的尺寸支持，如本实用新型采用的百分表的精确度为0.01mm，提高计算试样的抗拉强度准确性。当然，长度测量仪也可以是同样精度或更高精度的数字式长度测量装置，如激光长度测量仪。

优选的，所述第一固定座和第二固定座上分别设有粘结板，所述粘结板上安装有粘结槽；所述第一固定座和第二固定座的粘结槽相向对应。粘结板和粘结槽结合形成对试样的夹装固定。对该技术方案进行优化，所述第一固定座包括传力板、粘结板和粘结槽；所述传力板与升降装置连接，所述粘结板通过螺栓固定在传力板上，所述粘结槽通过卡槽或者螺栓固定在粘结板上端面。

优选的，所述粘结槽外壁上套装有微调夹，所述微调夹包括两对称的弓状弹性条，所述弹性条对应端部通过螺栓连接。微调夹用于夹在粘结槽上保证试样尺寸的精确性。

优选的，所述粘结槽由至少两瓣结构一致的圆环状槽块组成。试样一般是土壤样本，试样存在易碎性，外在的触碰容易对试样结构发生破坏，从而影响到测试的结果。粘结槽由多瓣槽块组成，可以沿试样四周逐一贴合固定，避免的由于试样制作原因造成的尺寸不一，而现有试样夹具尺寸固定，夹装时造成对试样夹装过度或夹装松弛，影响测试结果。

优选的，所述粘结板工作端和粘结槽内侧表面上涂抹有机粘合剂。试样与粘结板和粘结槽同时相连，减少了从粘结处发生破坏的情况。

优选的，所述升降装置包括依次相连的升降杆、蜗杆和手轮，所述升降杆垂直设置且其顶部连接第一固定座，所述手轮安装在底座前端面上。

根据上述的技术方案，这里公开了应用于本实用新型的测试方法，具体按照以下步骤进行，

步骤1，将试样两端分别固定在第一固定座和第二固定座上；

步骤2，调整长度测量仪数值为零，记录试样高度h；

步骤3，启动升降装置，将第一固定座匀速逐步向下位移，每次位移ΔL；

步骤4，当试样破坏时，记录位移次数n，长度测量仪数数值R；

步骤5，通过公式计算得到试样轴向应变为ε₁＝Δh/h，Δh＝nΔL-R。