專利名稱：用于巖土工程試塊假三軸蠕變的新型裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于巖土工程試塊假三軸蠕變的新型裝置。
背景技術(shù)：
蠕變是指固體材料在保持應(yīng)力不變的條件下，應(yīng)變隨時(shí)間延長(zhǎng)而增加的現(xiàn)象。它與塑性變形不同，塑性變形通常在應(yīng)力超過彈性極限之后才出現(xiàn)，而蠕變只要應(yīng)力的作用時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)，它在應(yīng)力小于彈性極限時(shí)也能出現(xiàn)。巖土工程中蠕變現(xiàn)象非常普遍，很多巖土工程災(zāi)害也與巖土體蠕變息息相關(guān)，如滑坡，塌方，地基沉降等，因此研究巖土體蠕變非常必要，這也是巖土工程安全的重要保證。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)巖土體蠕變現(xiàn)象已進(jìn)行了深入研究，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)運(yùn)而生，單軸蠕變實(shí)驗(yàn)裝置較為普遍，但不能準(zhǔn)確描述試件的實(shí)際受力狀態(tài)，三軸實(shí)驗(yàn)裝置相對(duì)較少，如油壓蠕變實(shí)驗(yàn)機(jī)，氣壓實(shí)驗(yàn)機(jī)等，但大多數(shù)都適用于高強(qiáng)度蠕變實(shí)驗(yàn)的研究，雖然可以進(jìn)行對(duì)低強(qiáng)度試件的實(shí)驗(yàn)，但操作過于繁瑣，效率低下；低強(qiáng)度蠕變實(shí)驗(yàn)裝置比較少見，前人所研發(fā)的實(shí)驗(yàn)裝置過于復(fù)雜，全電子操控，雖然基本滿足精度的要求，但實(shí)驗(yàn)效率與實(shí)驗(yàn)操作存在較大問題，越來越難以滿足巖土工程的發(fā)展需要。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種用于巖土工程試塊假三軸蠕變的新型裝置，有效保證實(shí)驗(yàn)精度，提高實(shí)驗(yàn)效率，方便實(shí)驗(yàn)操作。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本設(shè)計(jì)采用如下方案:—種用于巖土工程試塊假三軸蠕變的新型裝置，它包括包圍巖土體試塊的多塊環(huán)繞鋼板，每個(gè)環(huán)繞鋼板與一個(gè)壓力可調(diào)的彈簧垂直施壓裝置連接，在巖土體試塊的頂部設(shè)有壓力可調(diào)的縱向加載裝置，彈簧垂直施壓裝置與環(huán)繞鋼板間設(shè)有壓力傳感器，壓力傳感器和加載裝置與控制裝置連接，彈簧垂直施壓裝置與縱向加載裝置連接。所述彈簧垂直施壓裝置包括一個(gè)高強(qiáng)度彈簧，在高強(qiáng)度彈簧兩側(cè)是彈簧側(cè)擋板，兩端分別為彈簧兩端擋板，同時(shí)高強(qiáng)度彈簧與調(diào)節(jié)螺絲連接，調(diào)節(jié)螺絲與支撐鋼板連接，支撐鋼板與兩個(gè)彈簧側(cè)擋板一端連接，兩彈簧側(cè)擋板的另一端與環(huán)繞鋼板連接，支撐鋼板與縱向加載裝置連接。所述環(huán)繞鋼板與巖土體試塊間設(shè)有橡膠圈。所述縱向加載裝置包括一個(gè)置于巖土體試塊頂部的下托盤，下托盤上方為上部支撐連接，上部支撐為一個(gè)十字架，傳壓軸穿過上部支撐，傳壓軸一端與下托盤連接，另一端與上托盤連接；上部支撐通過固定螺絲與支撐鋼板連接。一種用于巖土工程試塊假三軸蠕變的新型裝置的使用方法，包括以下幾步:(I)將巖土體試塊放置于裝置地板中部，外圍加套橡膠圈；(2)將多組環(huán)繞鋼板與傳感器以及彈簧連接好，使環(huán)繞鋼板貼緊橡膠圈，保持巖土體試塊在地板中心的位置；[0014](3)安置穩(wěn)定后，按需要調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺絲控制高強(qiáng)度彈簧長(zhǎng)度，當(dāng)壓力傳感器示數(shù)達(dá)目標(biāo)值且四組示數(shù)一致時(shí)停止調(diào)節(jié)；(4)安置巖土體試塊上方加載裝置，在上托盤加載，計(jì)算總壓力，達(dá)到目標(biāo)之后停止加載；(5)每隔一定時(shí)間量測(cè)每組環(huán)繞鋼板的位移量，取其平均值作為環(huán)向位移，并做好記錄，同時(shí)適當(dāng)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺絲，保證壓力傳感器示數(shù)恒定，最大程度上避免彈簧因蠕變產(chǎn)生的壓力改變，減小實(shí)驗(yàn)誤差。本實(shí)用新型與以往的測(cè)量方法相比具有以下優(yōu)點(diǎn):I本實(shí)用新型解決了以前實(shí)驗(yàn)中的諸多不便，彈簧壓力簡(jiǎn)單而容易實(shí)現(xiàn)，便于調(diào)節(jié);2通過旋轉(zhuǎn)螺絲擠壓彈簧的方式避免了以往裝置大量繁瑣機(jī)械化的控制，大幅度提升實(shí)驗(yàn)效率；3蠕變過程變形較慢，通過適時(shí)調(diào)整旋轉(zhuǎn)螺絲，避免彈簧略微伸長(zhǎng)帶來的輕微誤差，保證了實(shí)驗(yàn)精度，足以滿足低強(qiáng)度蠕變實(shí)驗(yàn)的需要；4壓力傳感器的安裝保證了蠕變圍壓的恒定，確保了低強(qiáng)度假三軸蠕變實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。5裝置上方重物加載的方式較為便捷，傳壓軸確保了壓力的垂直施加，避免偏壓。
圖1為本實(shí)用新型的彈簧垂直施壓裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的加載裝裝置結(jié)構(gòu)示意圖；其中，I巖土體試塊；2橡膠圈；3環(huán)繞鋼板；4壓力傳感器；5彈簧側(cè)擋板；6彈簧兩端擋板；7支撐鋼板；8高強(qiáng)度彈簧；9調(diào)節(jié)螺絲；10底板；11上托盤；12傳壓軸；13上部支撐；14下托盤；15;固定螺絲。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明:圖1、圖2中，一種用于巖土工程試塊假三軸蠕變的新型裝置，加載裝置主要包括上托盤11，下托盤14，傳壓軸12及上部支撐13 ;彈簧垂直施壓裝置主要包括環(huán)繞鋼板3，彈簧側(cè)擋板5和彈簧兩端擋板6，高強(qiáng)度彈簧8，壓力傳感器4，調(diào)節(jié)螺絲9以及支撐鋼板7。其中上部的傳壓軸12嵌套入十字形上部支撐13中間的圓孔中，兩端分別與上下托盤11和14相連；下部分為四組相同結(jié)構(gòu)的彈簧垂直施壓裝置，環(huán)繞鋼板3外接壓力傳感器4，高強(qiáng)度彈簧8兩側(cè)為彈簧側(cè)擋板5避免側(cè)向變形，高強(qiáng)度彈簧8兩端有彈簧兩端擋板6，其中內(nèi)側(cè)的彈簧兩端擋板6與壓力傳感器4相連，外側(cè)的彈簧兩端擋板6與調(diào)節(jié)螺絲9相接觸，調(diào)節(jié)螺絲9穿透支撐鋼板7，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺絲9可調(diào)節(jié)伸入鋼板的長(zhǎng)度從而控制高強(qiáng)度彈簧8伸長(zhǎng)量。一種用于巖土工程試塊假三軸蠕變的新型裝置，其操作方法包括以下幾步:(I)按實(shí)驗(yàn)需要選擇合適的巖土體試塊I放置于底板10上，外圍套有橡膠圈2，使受力更加均勻。[0031](2)將環(huán)繞鋼板3，壓力傳感器4和高強(qiáng)度彈簧8等裝置連接好后，將四組環(huán)繞鋼板3緊貼橡膠圈2放置，盡量保證試塊處于底板10的中心位置。(3)將調(diào)節(jié)螺絲9擰入支撐鋼板7，并與外側(cè)的彈簧兩端擋板6接觸，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺絲9并觀察壓力傳感器4的示數(shù)，達(dá)到預(yù)期壓力值且四組壓力傳感器4示數(shù)一致時(shí)停止調(diào)節(jié)。(4)將傳壓軸12套入上部支撐13，兩端分別與上下托盤11和14相連，下托盤14放置于巖土體試塊I正上方，通過固定螺絲15將上部支撐與下部的支撐鋼板7固定在一起。(5)在上托盤11上加載，計(jì)算上部荷載總重，達(dá)到預(yù)期壓力時(shí)停止加載。(6)定期測(cè)量四組環(huán)繞鋼板3的位移，取平均值作為環(huán)向蠕變位移，取下托盤14沉降位移作為試塊軸向蠕變位移，做好記錄。(7)記錄完成后，略微旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺絲9，使壓力傳感器4的壓力值保持恒定，盡量減少高強(qiáng)度彈簧8因蠕變伸長(zhǎng)而帶來的誤差，之后定期重復(fù)測(cè)量。本實(shí)用新型解決了以前實(shí)驗(yàn)中的諸多不便，彈簧壓力簡(jiǎn)單而容易實(shí)現(xiàn)，便于調(diào)節(jié)；通過旋轉(zhuǎn)螺絲擠壓彈簧的方式避免了以往裝置大量繁瑣機(jī)械化的控制，大幅度提升實(shí)驗(yàn)效率；蠕變過程變形較慢，通過適時(shí)調(diào)整旋轉(zhuǎn)螺絲，避免彈簧略微伸長(zhǎng)帶來的輕微誤差，保證了實(shí)驗(yàn)精度；壓力傳感器的安裝保證了蠕變圍壓的恒定，確保了低強(qiáng)度假三軸蠕變實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。與前人的裝置相比，本裝置操作上具明顯優(yōu)勢(shì)，實(shí)驗(yàn)效率顯著提高，精度上足以滿足低強(qiáng)度蠕變實(shí)驗(yàn)的需要，更具實(shí)用性與推廣性。
權(quán)利要求1.一種用于巖土工程試塊假三軸蠕變的新型裝置，其特征在于:它包括包圍巖土體試塊的多塊環(huán)繞鋼板，每個(gè)環(huán)繞鋼板與一個(gè)壓力可調(diào)的彈簧垂直施壓裝置連接，在巖土體試塊的頂部設(shè)有壓力可調(diào)的縱向加載裝置，彈簧垂直施壓裝置與環(huán)繞鋼板間設(shè)有壓力傳感器，壓力傳感器和加載裝置與控制裝置連接，彈簧垂直施壓裝置與縱向加載裝置連接。
2.如權(quán)利要求1所述的用于巖土工程試塊假三軸蠕變的新型裝置，其特征在于:所述彈簧垂直施壓裝置包括一個(gè)高強(qiáng)度彈簧，在高強(qiáng)度彈簧兩側(cè)是彈簧側(cè)擋板，兩端分別為彈簧兩端擋板，同時(shí)高強(qiáng)度彈簧與調(diào)節(jié)螺絲連接，調(diào)節(jié)螺絲與支撐鋼板連接，支撐鋼板與兩個(gè)彈簧側(cè)擋板一端連接，兩彈簧 側(cè)擋板的另一端與環(huán)繞鋼板連接，支撐鋼板與縱向加載裝置連接。
3.如權(quán)利要求1所述的用于巖土工程試塊假三軸蠕變的新型裝置，其特征在于:所述環(huán)繞鋼板與巖土體試塊間設(shè)有橡膠圈。
4.如權(quán)利要求1或2所述的用于巖土工程試塊假三軸蠕變的新型裝置，其特征在于:所述縱向加載裝置包括一個(gè)置于巖土體試塊頂部的下托盤，下托盤上方為上部支撐連接，上部支撐為一個(gè)十字架，傳壓軸穿過上部支撐，傳壓軸一端與下托盤連接，另一端與上托盤連接；上部支撐通過固定螺絲與支撐鋼板連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及用于巖土工程試塊假三軸蠕變的新型裝置，包括包圍巖土體試塊的多塊環(huán)繞鋼板，每個(gè)環(huán)繞鋼板與一個(gè)壓力可調(diào)的彈簧垂直施壓裝置連接，在巖土體試塊的頂部設(shè)有壓力可調(diào)的縱向加載裝置，彈簧垂直施壓裝置與環(huán)繞鋼板間設(shè)有壓力傳感器，壓力傳感器和加載裝置與控制裝置連接，彈簧垂直施壓裝置與縱向加載裝置連接。解決了以前實(shí)驗(yàn)中的諸多不便，彈簧壓力簡(jiǎn)單而容易實(shí)現(xiàn)，便于調(diào)節(jié)；旋轉(zhuǎn)螺絲擠壓彈簧的方式避免了以往裝置大量繁瑣機(jī)械化控制，大幅度提升實(shí)驗(yàn)效率；蠕變過程變形較慢，通過適時(shí)調(diào)整旋轉(zhuǎn)螺絲，避免彈簧略微伸長(zhǎng)帶來的輕微誤差，保證了實(shí)驗(yàn)精度；壓力傳感器保證了蠕變圍壓的恒定，確保了低強(qiáng)度假三軸蠕變實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G01N3/08GK203164055SQ20132013155
公開日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月21日
發(fā)明者李術(shù)才, 石少帥, 李利平, 胡聰, 劉洪亮, 王慶瀚, 張騫, 郭明 申請(qǐng)人:山東大學(xué)