[实用新型]一种侧向双轴加载试验装置

说明书

本实用新型公开了一种侧向双轴加载试验装置，它解决了现有技术中真三轴试验存在偏心的问题，具有对试件施加均匀双向载荷的有益效果，其方案如下：一种侧向双轴加载试验装置，包括底板，表面可设置试件；第一加载单元和第一测力单元，二者相对设置并设于底板；第二加载单元和第二测力单元，二者相对设置并设于底板，第二加载单元与第一加载单元垂直设置，第一加载单元、第一测力单元、第二加载单元和第二测力单元均围绕试件设置。

技术领域

本实用新型属于工程材料，结构变形以及力学实验技术领域，特别是涉及一种侧向双轴加载试验装置及方法。

背景技术

通过地质力学模型试验或室内试验研究岩土体的力学性质是岩土工程专业中非常重要的研究手段，例如研究岩土体抗压强度的三轴压缩试验，在试验中，对岩土体模型施加荷载的轴向合力是否交于一点是非常重要的环节，这一过程通常是利用液压控制系统推动油缸活塞加载板对模型表面施加作用力来实现的。因此，液压控制系统的三向轴向加载性能对试验的实施与结果有着决定性的影响。

随着我国工程技术的不断发展，对设备能力和技术有了更高的要求。在实际应用中，许多试验要求液压控制系统能够得到岩土体在三轴加载下的力学参数，针对于高精度三轴加载试验装置的开发也刻不容缓。目前国内使用的大多数三轴加载试验装置是伪三轴试验装置，即施加的侧向围压相等，这与大多数的工程实况不符；高精度真三轴试验装置造价颇高，应用范围受限，此外，较为廉价的真三轴试验装置大多采用焊接连接，由于存在焊接应力和钢板定位不准的情况，使得三轴加载方向上合力与各自的反力均不在同一条直线上，真三轴试验装置便存在偏心加载作用，使得试验装置在加载的过程中对试件施加了扭矩，从而产生了剪应力，原来的简单轴向应力状态会转化成复杂的应力状态，而一般试件多为脆性材料，对剪应力和拉应力较为敏感，因此由于存在扭矩对试件产生的剪应力作用，试件的破坏强度低于轴向应力下的破坏强度，在相同荷载作用下，试件的变形量大于轴向应力状态下的变形量，试件的整体力学性能都下降了，对试验结果有很大影响。此外，当试验荷载逐渐增大时，最终的承载组件必将产生弹性变形能，由于整个实验装置的最终承载组件只有一侧与底座是刚性连接，弹性变形能得不到释放，原先均匀的轴向荷载会出现沿竖直面不均匀的情况，使试验产生偏心荷载，进而产生偏心应力，试件的力学性能变差。

因此，需要对一种侧向双轴加载试验装置进行新的研究设计。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种侧向双轴加载试验装置，该装置通过螺栓连接，形成整体装配式结构，保证施加在试件表面的荷载合力精准交于一点，整个实验装置在加载方向上保持了一定的柔性，不会使作用在试件表面的荷载因装置本身的弹性变形能得不到释放而出现沿竖直面不均匀的情况，故在整个实验加载的过程中，作用在试件表面的荷载始终是均匀轴向的。

一种侧向双轴加载试验装置的具体方案如下：

一种侧向双轴加载试验装置，包括：

底板，表面可设置试件；

第一加载单元和第一测力单元，二者相对设置并设于底板；

第二加载单元和第二测力单元，二者相对设置并设于底板，第二加载单元与第一加载单元垂直设置，第一加载单元、第一测力单元、第二加载单元和第二测力单元均围绕试件设置；

第一测力单元包括可与试件接触的第一反力板，第一反力板的侧部设置第一力传感器，第一力传感器与用于确定第一力传感器位置的第一定位部件连接，第一定位部件与第一立板连接，第一立板与底板固连。

该试验装置实现对试件两个方向的轴向加载，通过第一加载单元、第一测力单元、第二加载单元和第二测力单元相互间隔90°设置，避免对试件偏心加载，保证了试验结果的准确性。