本发明专利技术公开了一种适用于不同掺砾粒径的掺砾黏土拉伸装置及拉伸试验方法，该装置包括支撑板、以及设置在支撑板上的加载模块、采集模块和单轴拉伸试验模具；单轴拉伸试验模具整体呈哑铃状，包括固定部分、受拉活动部分和位于二者之间的拉伸段部分，以及盖板，固定部分与支撑板固定连接，受拉活动部分通过拉伸杆与加载模块连接，拉伸杆上设置有应力传感器和位移传感器。该装置能够根据掺料中砾石最大直径对应试样拉伸段的宽度和高度，调整模具的宽度，实现在一个试验装置上进行不同掺砾粒径的掺砾黏土单轴拉伸试验，适应性强；充分考虑掺砾最大粒径这个因素对于掺砾黏土试样的影响，更加贴近施工现场，且在室内试验中，试样的制样及试验更加便捷。样及试验更加便捷。样及试验更加便捷。
【技术实现步骤摘要】
适用于不同掺砾粒径的掺砾黏土拉伸装置及试验方法
[0001]本专利技术属于土工拉伸试验装置
，具体涉及一种适用于不同掺砾粒径的掺砾黏土拉伸装置及拉伸试验方法。
技术介绍
[0002]土是岩石风化的产物，在力学性质上具有一定的抗剪强度、抗压强度和抗拉强度。但是在工程建筑中，土的抗拉强度基本都不被人们利用的，所以前人在研究土体强度的时候，大多忽略土体的抗拉强度。但是土体在工程中有时承受拉应力是不可回避的问题，拉应力作用常常发生在高大建筑物的周围。因此近年来，土体抗拉强度的问题越来越突出，引起了人们广泛的兴趣。
[0003]测量土体抗拉强度的试验方法主要有：单轴拉伸试验、三轴拉伸试验、土梁弯曲试验、空心圆柱体试验、径向压裂试验和巴西劈裂试验等。单轴拉伸试验和三轴拉伸试验是通过对试样直接施加轴向拉力来测得抗拉强度的，属于直接拉伸试验方法；土梁弯曲试验、径向压裂试验、轴向压裂试验以及空心圆柱体试验是通过对试样施加压力或扭矩，再根据一定的假设从土样破坏时的压力或者扭矩计算出土体的抗拉强度，属于间接拉伸试验方法。
[0004]现实中许多水利工程心墙结构中多使用掺砾黏土来建造，由于现场实验的局限性，常常需要我们将黏土和砾石运输进室内，进行室内试验。但目前所使用的的掺砾黏土单轴拉伸试验中，其最大粒径多小于2.5cm，极少有超过2.5cm的，实际工程中常常出现许多大于2.5cm粒径的砾石，如何实现这些大粒径砾石掺砾黏土试验，或如何实现在同一个装置上实现不同掺砾粒径的掺砾黏土试验，来更加真实的模拟水库大坝心墙的受拉特性，是目前需要解决的问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种适用于不同掺砾粒径的掺砾黏土拉伸装置及拉伸试验方法，解决现有技术中一个模具只能对一种砾石最大粒径尺寸对应的制样进行试验，适应性差的技术问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种适用于不同掺砾粒径的掺砾黏土拉伸装置，包括支撑板、以及设置在支撑板上的加载模块、采集模块和单轴拉伸试验模具；
[0008]所述单轴拉伸试验模具整体呈哑铃状，包括固定部分、受拉活动部分和位于二者之间的拉伸段部分，以及盖板，单轴拉伸试验模具的宽度可调；
[0009]其中，固定部分与支撑板固定连接，受拉活动部分通过拉伸杆与加载模块连接，拉伸杆上设置有应力传感器和位移传感器，所述传感器和位移传感器通过导线与采集模块电连接。
[0010]所述位移传感器用于检测受拉活动部分的轴向拉伸位移，应力传感器用于检测受拉活动部分所受的加载拉应力大小。
[0011]通过设置该装置，能够根据掺料中砾石最大直径对应试样拉伸段的宽度和高度，调整模具的宽度，最终实现调整试样被拉伸段的横截面积，能够实现在一个试验装置上进行不同掺砾粒径的掺砾黏土单轴拉伸试验，适应性强；可以充分考虑掺砾最大粒径这个因素对于掺砾黏土试样的影响，更加贴近施工现场，且在室内试验中，试样的制样及试验更加便捷。
[0012]进一步优化，所述固定部分包括第一底板以及设置在第一底板上的第一竖板和两个第一侧板；第一侧板包括第一立板和第一倾斜板；
[0013]所述受拉活动部分包括第二底板以及设置在第二底板上第二竖板和两个第二侧板；第二侧板包括第二立板和第二倾斜板；
[0014]所述拉伸段部分包括多个玻璃条和两个第三侧板，第三侧板的一端与第一底板连接，另一端与第二底板连接，多个玻璃条沿单轴拉伸试验模具长度方向排列后夹在第一底板和第二底板之间；
[0015]其中，两个第一立板的端面均与第一竖板接触，且第一立板与第一竖板垂直设置；第一倾斜板的端面分别与对应的第三侧板的一端面接触，两个第三侧板的另一端面分别与对应的第二倾斜板的端面接触，两个第二立板的端面均与第二竖板接触，且第二立板与第二竖板垂直设置；
[0016]两个第一倾斜板之间的间距呈渐缩状，与第三侧板接触的一端间距最小；两个第二倾斜板之间的间距呈渐缩状，与第三侧板接触的一端间距最小。
[0017]进一步优化，所述第一底板沿其宽度方向上开设有多组第一调节孔，第一侧板的下端向外翻折形成第一翻边，第一翻边上开设有第一安装孔，将螺钉拧入第一安装孔和对应的第一调节孔中使第一侧板与第一底板固连；根据两个第一侧板之间的间距选择不同位置的第一调节孔调节进行安装；
[0018]所述第二底板沿其宽度方向上开设有多组第二调节孔，第二侧板的下端向外翻折形成第二翻边，第二翻边上开设有第二安装孔，将螺钉拧入第二安装孔和对应的第二调节孔中使第二侧板与第二底板固连；根据两个第二侧板之间的间距选择不同位置的第二调节孔调节进行安装；
[0019]同时，第一底板和第二底板上均开设有两组第三调节孔，第三侧板的下端向外翻折形成第三翻边，第三翻边上开设有两个第三安装孔，将螺钉拧入第三安装孔和对应的第三调节孔中使第三侧板与第一底板和第二底板均固连，根据两个第三侧板之间的间距选择不同位置的第三调节孔调节进行安装。
[0020]本申请中通过设置多组第一调节孔、第二调节孔和第三调节孔，左右两个第一侧板、两个第二侧板以及两个第三侧板通过选择不同调节孔与对应的底板固连来实现其相对距离的改变，且左右侧板的安装孔位置关于拉伸杆轴线的延长线相对称。当左右第三侧板分别固定在第三调节孔最外侧的螺纹孔上安装时，此时试样拉伸段的宽度最大；当左右第三侧板分别固定在最内螺纹孔上安装时，试样拉伸段的宽度小。同样，第一侧板和第二侧板的安装也是同理。
[0021]进一步优化，每组第一调节孔、第二调节孔和第三调节孔均包括6个螺纹孔，每组中相邻两个螺纹孔的间距为1cm。
[0022]若两个第一侧板均从最外侧螺纹孔向内移动至此外侧的螺纹孔上进行组装固定
时，左右两个第一侧板之间的距离缩短了2cm，即可以改变模具内掺砾黏土试样的宽度2cm。同样，第一侧板和第二侧板也进行相应的移动、安装，与第三安装的组装同理。
[0023]根据左右侧板选择不同螺纹孔进行安装，可以实现拉伸段宽度为10cm、12cm、14cm、16cm、18cm和20cm的掺砾黏土试样的试验。确定所需掺砾黏土试验中砾石的最大粒径，根据试样拉伸段宽度为所需掺砾黏土试验中砾石的最大粒径的四倍的关系来适配，选择最合适宽度的试样进行试验，例如2.5cm粒径的砾石，在进行掺砾黏土试验时，选择10cm宽度的试样，即第一侧板、第二侧板和第三侧板分别固定在最内侧螺纹孔上。
[0024]进一步优化，所述第一底板、第二底和每个玻璃条的底面均向下突出形成至少凸起，凸起上开设有通孔，第一底板、第二底和所有玻璃条通过通孔活动式套设在滑杆上，滑杆与支撑板固定连接。
[0025]进行试验时，试样和受拉活动部分在加载模块的拉伸下发生位移，则第二底和每个玻璃条，以及试样沿滑杆发生滑动。
[0026]进一步优化，所述凸起的数量为两个，滑杆的数量也为两个，两个滑杆平行设置，每个通孔中沿周向嵌设有多个滚珠，环向排列多个滚珠中心围成形成滑道孔，滑杆穿本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适用于不同掺砾粒径的掺砾黏土拉伸装置，其特征在于：包括支撑板、以及设置在支撑板上的加载模块、采集模块和单轴拉伸试验模具；所述单轴拉伸试验模具整体呈哑铃状，包括固定部分、受拉活动部分和位于二者之间的拉伸段部分，以及盖板，单轴拉伸试验模具的宽度可调；其中，固定部分与支撑板固定连接，受拉活动部分通过拉伸杆与加载模块连接，拉伸杆上设置有应力传感器和位移传感器，所述传感器和位移传感器通过导线与采集模块电连接。2.根据权利要求1所述的适用于不同掺砾粒径的掺砾黏土拉伸装置，其特征在于：所述固定部分包括第一底板以及设置在第一底板上的第一竖板和两个第一侧板；第一侧板包括第一立板和第一倾斜板；所述受拉活动部分包括第二底板以及设置在第二底板上第二竖板和两个第二侧板；第二侧板包括第二立板和第二倾斜板；所述拉伸段部分包括多个玻璃条和两个第三侧板，第三侧板的一端与第一底板连接，另一端与第二底板连接，多个玻璃条沿单轴拉伸试验模具长度方向排列后夹在第一底板和第二底板之间；其中，两个第一立板的端面均与第一竖板接触，且第一立板与第一竖板垂直设置；第一倾斜板的端面分别与对应的第三侧板的一端面接触，两个第三侧板的另一端面分别与对应的第二倾斜板的端面接触，两个第二立板的端面均与第二竖板接触，且第二立板与第二竖板垂直设置；两个第一倾斜板之间的间距呈渐缩状，与第三侧板接触的一端间距最小；两个第二倾斜板之间的间距呈渐缩状，与第三侧板接触的一端间距最小。3.根据权利要求2所述的适用于不同掺砾粒径的掺砾黏土拉伸装置，其特征在于：所述第一底板沿其宽度方向上开设有多组第一调节孔，第一侧板的下端向外翻折形成第一翻边，第一翻边上开设有第一安装孔，将螺钉拧入第一安装孔和对应的第一调节孔中使第一侧板与第一底板固连；根据两个第一侧板之间的间距选择不同位置的第一调节孔调节进行安装；所述第二底板沿其宽度方向上开设有多组第二调节孔，第二侧板的下端向外翻折形成第二翻边，第二翻边上开设有第二安装孔，将螺钉拧入第二安装孔和对应的第二调节孔中使第二侧板与第二底板固连；根据两个第二侧板之间的间距选择不同位置的第二调节孔调节进行安装；同时，第一底板和第二底板上均开设有两组第三调节孔，第三侧板的下端向外翻折形成第三翻边，第三翻边上开设有两个第三安装孔，将螺钉拧入第三安装孔和对应的第三调节孔中使第三侧板与第一底板和第二底板均固连，根据两个第三侧板之间的间距选择不同位置的第三调节孔调节进行安装。4.根据权利要求3所述的适用于不同掺砾粒径的掺砾黏土拉伸装置，其特征在于：每组第一调节孔、第二调节孔和第三调节孔均包括6个螺纹孔，每组中相邻两个螺纹孔的间距为1cm。5.根据权利要求2
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4中任一项所述的适用于不同掺砾粒径的掺砾黏土拉伸装置，其特征在于：所述第一底板、第二底和每个玻璃条的底面均向下突出形成至少凸起，凸起上开设
有通孔，第一底板、第二底和所有玻璃条通过通孔活动式套设在滑杆上，滑杆与支...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨鑫，张凯，向衍，刘成栋，沈光泽，孟颖，
申请(专利权)人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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