[发明专利]一种应力应变控制式土体抗拉强度试验装置及方法

摘要

本发明公开了一种应力应变控制式土体抗拉强度的试验装置及方法，包括应力控制加载部件、应变控制加载部件、杠杆传力部件、竖式土样拉伸部件、应力‑应变监测部件、支座底板，本发明能实现高精度的应力应变控制式土体抗拉强度试验，实现两种控制方式，只需简单改变安装的模组即可，并且能够监测每一时刻的应力应变情况，具有灵活控制加荷，灵活施加应变的特点，为土体抗拉强度试验提供一种可靠，精确的试验装置及试验方法，本发明装置具有结构简单紧凑，操作简单，便于推广，多功能整合，精度高，成本低廉的特点，通过本发明的试验装置及试验方法，可以得出土体受拉过程中的应力应变关系，这对于现实工程和科研具有重要的指导意义。

主权项

1.一种应力应变控制式土体抗拉强度试验装置，其特征在于，包括应力控制加载部件、应变控制加载部件、杠杆传力部件、竖式土样拉伸部件、应力‑应变监测部件、支座底板（1）；所述杠杆传力部件包括两根立柱Ⅰ（5）、传力杆（6）、轴承杆（7）、两个金属环（19）、轴承（23）、两个S形挂钩Ⅰ（20）、两根钢索绳（22）；所述两根立柱Ⅰ（5）的底部分别固定在支座底板（1）上，且两根立柱Ⅰ（5）的顶端分别设有孔，所述轴承杆（7）的两端分别穿过两根立柱Ⅰ（5）顶端的孔，且轴承杆（7）的两端分别用螺母（18）固定在两根立柱Ⅰ（5）上，所述轴承杆（7）的中部穿过轴承（23）的一端，轴承（23）的另一端与传力杆（6）的中部固定连接，所述传力杆（6）的底部两端分别固定金属环（19），所述两个S形挂钩Ⅰ（20）的一端分别与两端的金属环（19）连接，两个S形挂钩Ⅰ（20）的另一端分别与钢索绳（22）的一端连接；所述竖式土样拉伸部件包括顶盖圆形套筒（8）、底盖圆形套筒（27）、两根立杆Ⅰ（11）、两条轨道（9）、四个定滑轮（10）；所述底盖圆形套筒（27）为无顶盖的套筒，所述底盖圆形套筒（27）的底面固定在支座底板（1）上，待测圆柱土样（25）放置在底盖圆形套筒（27）内，所述顶盖圆形套筒（8）为无底的套筒，所述顶盖圆形套筒（8）套放在待测圆柱土样的顶部，且顶盖圆形套筒（8）的两侧上分别固定一条轨道（9），所述两根立杆Ⅰ（11）分别位于底盖圆形套筒（27）的两侧，两根立杆Ⅰ（11）的底部分别固定在支座底板（1）上，且两根立杆Ⅰ（11）的上部分别安装两个定滑轮（10），两条轨道（9）的一侧分别卡在两根立杆Ⅰ（11）上部的两个定滑轮（10）的槽内，两根立杆Ⅰ（11）上部的两个定滑轮（10）分别带动两条轨道（9）上下运动；所述应力‑应变监测部件包括激光位移传感器（12）、拉压力传感器（13）；所述激光位移传感器（12）通过支架安装在底盖圆形套筒（27）一侧的立杆Ⅰ（11）顶部，激光位移传感器（12）的探头位于顶盖圆形套筒（8）的上方，且激光位移传感器（12）的探头射出的光线与顶盖圆形套筒（8）的顶盖面垂直，所述拉压力传感器（13）的底面固定在顶盖圆形套筒（8）的中心处，拉压力传感器（13）的顶部设有金属吊环Ⅰ（30），所述金属吊环Ⅰ（30）与S形挂钩Ⅱ（29）的一端连接，S形挂钩Ⅱ（29）的另一端与传力杆（6）下方一侧的钢索绳（22）的另一端连接；所述应力控制加载部件包括水箱（2）、进水管（3）、出水管（4）、阀门（14）、一个以上的套环（15）；所述水箱（2）的顶端设有一个以上的套环（15），所述一个以上的套环（15）通过绳索与S形挂钩Ⅲ（31）的一端连接，S形挂钩Ⅲ（31）的另一端与传力杆（6）下方另一侧的钢索绳（22）的另一端连接，所述水箱（2）的顶部设有进水管（3），进水管（3）上设有进水阀门，水箱（2）的底部设有出水管（4），出水管（4）上设有出水阀门（14），所述水箱（2）的侧面箱体上标有水位刻度；所述应变控制加载部件包括手轮（16）、螺纹杆（28）、两根立杆Ⅱ（26）、横梁（17）、两个螺母（18）；所述两根立杆Ⅱ（26）的底部分别穿过横梁（17）的两端并固定在支座底板（1）上，所述两根立杆Ⅱ（26）的顶部分别通过螺母（18）固定在横梁（17）上，所述横梁（17）的中部开有孔，所述螺纹杆（28）的底部穿过横梁（17）的中部的孔，横梁（17）的中部的孔中刻有螺纹能与螺纹杆（28）契合，且螺纹杆（28）底部与手轮（16）的中心连接，所述螺纹杆（28）的顶部安装金属吊环Ⅱ（24），所述金属吊环Ⅱ（24）顶部与S形挂钩Ⅲ（31）的一端连接，S形挂钩Ⅲ（31）的另一端与万向钩扣（21）的一端连接，万向钩扣（21）的另一端与传力杆（6）下方另一侧的钢索绳（22）的另一端连接。