基于常規(guī)三軸儀的拉伸實驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于土力學(xué)實驗裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于常規(guī)三軸儀的拉伸實驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)三軸試驗軸向傳力系統(tǒng)實施方法為:通過一根傳力軸桿，經(jīng)試樣帽傳遞至土樣頂部。由于傳力軸桿與試樣帽不連接為一體，造成在圍壓施加的情況下，只能進(jìn)行等向固結(jié)(圍壓=軸向壓力)或軸向壓力大于圍壓的固結(jié)狀態(tài)，而不能進(jìn)行圍壓〉軸壓應(yīng)力狀態(tài)的固結(jié)，大大減小了三軸儀的應(yīng)用范圍。土體具有較顯著的應(yīng)力路徑依賴性，其強(qiáng)度大小與應(yīng)力狀態(tài)、應(yīng)力歷史、應(yīng)力路徑等均密切相關(guān)。對于如膨脹土等特殊土，由于土層的沉積受荷歷史、年代和土體干燥和陳化等因素作用，其固結(jié)狀態(tài)多為圍壓〉軸壓的超固結(jié)狀態(tài)，常規(guī)三軸儀顯得力不從心。
[0003]隨著我國試驗設(shè)備精度及穩(wěn)定性的不斷提高，擁有常規(guī)三軸儀的高校及科研單位越來越多。雖然目前國外進(jìn)口儀器已有能夠?qū)崿F(xiàn)圍壓〉軸壓這種應(yīng)力狀態(tài)的相關(guān)實驗，但其與我國土工試驗的土樣尺寸不相匹配，由于土體力學(xué)特性的尺寸效應(yīng)，造成試驗成果無法對比等問題。此外，進(jìn)口儀器存在價格較高等因素。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中描述的不足，本實用新型的目的是提供一種裝樣方便、操作簡單，測量精準(zhǔn)，拆卸方便成本低的基于常規(guī)三軸儀的拉伸實驗裝置。
[0005]為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種基于常規(guī)三軸儀的拉伸實驗裝置，包括量力環(huán)、傳力桿、試樣帽，量力環(huán)通過夾具與傳力桿的上部連接在一起，傳力桿下部安裝有葉片，試樣帽中部設(shè)置有凹槽I，凹槽I的兩側(cè)分別設(shè)置有凹腔，葉片與凹腔相匹配。
[0007]所述試樣帽包括本體，本體中部設(shè)置有凹槽I，凹槽I的兩側(cè)分別設(shè)置有凹腔，在凹槽I的中部設(shè)置有定位孔，在定位孔側(cè)邊的凹槽I上設(shè)置有用于連接壓力裝置的通孔。
[0008]所述凹腔的上端面設(shè)置有弧形凸起I。
[0009]所述凹腔的側(cè)端面為弧形面。
[0010]所述傳力桿的下部設(shè)置有凹槽Π，葉片安裝在傳力桿的凹槽Π處。
[0011]在葉片的上端面設(shè)有弧形凸起Π。
[0012]葉片的長度與傳力桿的直徑的和大于凹槽I的寬度，且小于兩凹腔之間的距離。
[0013]所述葉片包括第一葉片和第二葉片，第一葉片和第二葉片通過螺栓固緊在傳力桿上，兩片式結(jié)構(gòu)便于安裝和拆卸。
[0014]本實用新型通過夾具將量力環(huán)和傳力桿連接，通過傳力桿下部安裝的葉片和試樣帽內(nèi)設(shè)置的凹腔相匹配將傳力桿與試樣帽連接，即可實現(xiàn)在試樣帽上施加拉力，可輕松實現(xiàn)圍壓大于軸壓這種應(yīng)力狀態(tài)。葉片可拆卸的安裝在傳力桿下部，便于安裝和拆卸，在傳力桿下部設(shè)置的凹槽Π—方面用于定位使葉片安裝位置正確，另一方面確保葉片安裝穩(wěn)固。試樣帽的凹腔上端面設(shè)置的弧形凸起I和葉片上端面的弧形凸起Π配合確保兩者之間沒有空隙，使實驗效果好，測試更為準(zhǔn)確。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0016]圖2為圖1的局部放大圖Α。
[0017]圖3為本實用新型試樣帽的主視圖。
[0018]圖4為本實用新型試樣帽俯視圖。
[0019]圖5為本實用新型葉片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖6為本實用新型傳力桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖7為本實用新型的使用狀態(tài)圖。
[0022]圖8為本實用新型與常規(guī)三軸儀的實驗結(jié)果對比圖。
【具體實施方式】
[0023]如圖1-7所示，一種基于常規(guī)三軸儀的拉伸實驗裝置，包括量力環(huán)1、傳力桿2、試樣帽3。量力環(huán)I通過夾具4與傳力桿2的上部連接在一起，傳力桿2的下部設(shè)置有凹槽Π 2-1，葉片5安裝在傳力桿2的凹槽Π 2-1處，在葉片5的上端面設(shè)有弧形凸起Π 5-1。
[0024]所述試樣帽3包括本體3-3，本體3-3中部設(shè)置有凹槽13-1，凹槽13-1的兩側(cè)分別設(shè)置有凹腔3-2，所述凹腔3-2的上端面設(shè)置有弧形凸起13-2-1，凹腔3-2的側(cè)端面為弧形面。
[0025]葉片5的長度與傳力桿2的直徑的和大于凹槽13-1的寬度，且小于兩凹腔3_2之間的距離。
[0026]在凹槽13-1的中部設(shè)置有定位孔3-1-1，在定位孔3-1-1側(cè)邊的凹槽13-1上設(shè)置有用于連接壓力裝置的通孔3-1-2。
[0027]優(yōu)選地，所述葉片5包括第一葉片和第二葉片，第一葉片和第二葉片通過螺栓固緊在傳力桿2上，兩片式結(jié)構(gòu)便于安裝和拆卸。
[0028]本實施例中的夾具4可采用與葉片相同的結(jié)構(gòu)。
[0029]基于常規(guī)三軸儀的拉伸實驗裝置的操作方法，步驟如下:
[0030]步驟I，將葉片5安裝在傳力桿2的凹槽Π2-1處，并通過螺栓固緊在傳力桿2上；
[0031]步驟2，在壓力室6的底座6-1上依次放上透水石1、濾紙，將橡皮膜用承膜筒套設(shè)在試樣土外，并用橡皮圈將橡皮膜下端與底座6-1扎緊;在試樣土頂部依次放上濾紙、透水石Π，使試樣帽3中充水，并放在透水石Π上，用橡皮圈將橡皮膜上端與試樣帽3扎緊；
[0032]步驟3，安裝壓力室6，并根據(jù)試樣帽3的凹槽13-1中部的定位孔3-1-1調(diào)節(jié)傳力桿2的位置，確保傳力桿2位于試樣帽3的中心，并使葉片5的軸線方向與凹槽13-1平行；
[0033]步驟4，將傳力桿2下壓，使傳力桿2位于定為孔3-1-1內(nèi)，傳力桿2的中心與定位孔3-1-1的中心重合，并使葉片5位于凹槽13-1內(nèi)；
[0034]步驟5，旋轉(zhuǎn)傳力桿2使葉片5進(jìn)入凹腔3-2內(nèi)，并使葉片5上端面的弧形凸起Π5-1與凹腔3-2上端面的弧形凸起13-2-1接觸；
[0035]步驟6，將傳力桿2上部通過夾具4與量力環(huán)I連接；
[0036]步驟7，裝樣工作完成，向壓力室6中加滿水后，可以施加圍壓，進(jìn)而通過常規(guī)三軸已有齒輪裝置反轉(zhuǎn)，即可使傳力軸桿產(chǎn)生拉力，進(jìn)而實現(xiàn)圍壓〉軸壓的固結(jié)狀態(tài)。
[0037]本實用新型與常規(guī)三軸儀的實驗結(jié)果對比圖，如圖8所示，由圖8可看出，本實用新型能夠較好的實現(xiàn)圍壓大于軸壓的固結(jié)效果，符合實驗的相關(guān)要求。因此，利用本實用新型可以在常規(guī)三軸儀上實現(xiàn)膨脹土超固結(jié)狀態(tài)(圍壓〉軸壓)，這將進(jìn)一步拓展常規(guī)三軸試驗系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于常規(guī)三軸儀的拉伸實驗裝置，其特征在于:包括量力環(huán)(I)、傳力桿(2)、試樣帽(3)，量力環(huán)(I)通過夾具(4)與傳力桿(2)的上部連接在一起，傳力桿(2)下部安裝有葉片(5)，試樣帽(3)中部設(shè)置有凹槽1(3-1)，凹槽1(3-1)的兩側(cè)分別設(shè)置有凹腔(3-2)，葉片(5)與凹腔(3-2)相匹配。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于常規(guī)三軸儀的拉伸實驗裝置，其特征在于:所述試樣帽(3 )包括本體(3-3 )，本體(3-3 )中部設(shè)置有凹槽I (3-1)，凹槽I (3-1)的兩側(cè)分別設(shè)置有凹腔(3-2)，在凹槽1(3-1)的中部設(shè)置有定位孔(3-1-1)，在定位孔(3-1-1)側(cè)邊的凹槽1(3-1)上設(shè)置有用于連接壓力裝置的通孔(3-1-2)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于常規(guī)三軸儀的拉伸實驗裝置，其特征在于:所述凹腔(3-2)的上端面設(shè)置有弧形凸起1(3-2-1)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于常規(guī)三軸儀的拉伸實驗裝置，其特征在于:凹腔(3-2)的側(cè)端面為弧形面。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于常規(guī)三軸儀的拉伸實驗裝置，其特征在于:所述傳力桿(2)的下部設(shè)置有凹槽Π (2-1)，葉片(5)安裝在傳力桿(2)的凹槽Π (2-1)處。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于常規(guī)三軸儀的拉伸實驗裝置，其特征在于:在葉片(5)的上端面設(shè)有弧形凸起Π (5-1)。7.根據(jù)權(quán)利要求3或6所述的基于常規(guī)三軸儀的拉伸實驗裝置，其特征在于:葉片(5)的長度與傳力桿(2)的直徑的和大于凹槽1(3-1 )的寬度，且小于兩凹腔(3-2)之間的距離。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于常規(guī)三軸儀的拉伸實驗裝置，包括量力環(huán)、傳力桿、試樣帽，量力環(huán)通過夾具與傳力桿的上部連接在一起，傳力桿下部安裝有葉片，試樣帽中部設(shè)置有凹槽Ⅰ，凹槽Ⅰ的兩側(cè)分別設(shè)置有凹腔，葉片與凹腔相匹配。本實用新型通過夾具將量力環(huán)和傳力桿連接，通過傳力桿下部的葉片和試樣帽內(nèi)的凹腔相匹配，實現(xiàn)在試樣帽上施加拉力，可輕松實現(xiàn)圍壓大于軸壓這種應(yīng)力狀態(tài)。葉片可拆卸的安裝在傳力桿下部，便于安裝和拆卸，在傳力桿下部設(shè)置的凹槽Ⅱ一方面用于定位使葉片安裝位置正確，另一方面確保葉片安裝穩(wěn)固。試樣帽的凹腔上端面設(shè)置的弧形凸起Ⅰ和葉片上端面的弧形凸起Ⅱ配合確保兩者之間沒有空隙，使實驗效果好，測試更為準(zhǔn)確。
【IPC分類】G01N3/08
【公開號】CN205192857
【申請?zhí)枴緾N201521040755
【發(fā)明人】李新明, 蔣桂芹, 糾永志, 蔡鑫, 袁振霞, 林國華
【申請人】中原工學(xué)院
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2015年12月12日