土体拉伸压缩耦合试验装置及土体拉伸压缩耦合试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种土体拉伸压缩耦合试验装置及土体拉伸压缩耦合试验方法，试验装置包括反力框架，具有相对的顶板、底板和侧板；轴向拉力组件，与顶板配合设置；多个径向压力组件，与侧板配合设置，且多个径向压力组件在轴向上对齐设置，在径向上围合成包裹腔；以及制土组件，包括与轴向拉力组件可拆卸连接的上配接套筒，至少两个与上配接套筒可拆卸连接的瓣式侧活动板，可分离设于瓣式侧活动板内侧的橡胶膜，以及与瓣式侧活动板可拆卸连接的下配接套筒；至少两个瓣式侧活动板围合成周向衔接的活动套筒，每个瓣式侧活动板均开设有对位孔，相邻的瓣式侧活动板在对应的对位孔中可拆卸地配合有对位插销，下配接套筒可拆卸连接于底板。板。板。

【技术实现步骤摘要】
土体拉伸压缩耦合试验装置及土体拉伸压缩耦合试验方法


[0001]本专利技术属于边坡强度研究
，更具体地说，是涉及一种土体拉伸压缩耦合试验装置及土体拉伸压缩耦合试验方法。

技术介绍

[0002]地震诱发边坡失稳分析的理论基础即为土体的强度理论，随着对地震诱发边坡失稳破坏认识的逐渐加深，专利技术人发现，在地震力的往复作用下，边坡内部土体受到反复的拉、压作用，因此，内部大量土体都处于拉伸
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压缩耦合的应力状态下，即，地震作用下边坡的稳定性取决于土体的拉压耦合强度理论。随着科研人员对土体拉伸强度认识的不断发展，土体拉伸强度的研究取得了一定的研究成果，但是，土体拉伸
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压缩耦合强度理论的研究仍然处于摸索阶段，主要原因是：一方面，土体属于散体型材料，颗粒之间的相互关系相对薄弱，土体的强度实质上由颗粒之间的相互作用力所决定；另一方面，土体的多相性导致其固、液、气三相之间相互作用对土体强度的较大影响等，使得土体的拉伸强度很难被轻易量测。
[0003]因此，如何能够准确合理地描述和量测土体在拉伸
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压缩耦合应力状态下的破坏特征和强度特征是一项重要研究内容，也是完善边坡强度理论的重要基础。但是，目前的研究阶段主要有平卧式设计的土体拉伸仪，无法直观地量测土体在拉伸
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压缩耦合作用下的强度特征。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种土体拉伸压缩耦合试验装置及土体拉伸压缩耦合试验方法，旨在解决平卧式设计的土体拉伸仪，无法直观地量测土体在拉伸
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压缩耦合作用下的强度特征的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]在第一方面，本专利技术提供一种土体拉伸压缩耦合试验装置，包括：反力框架，具有相对的顶板、底板和侧板；轴向拉力组件，与所述顶板配合设置；多个径向压力组件，与所述侧板配合设置，且多个所述径向压力组件在轴向上对齐设置，在径向上围合成包裹腔；以及制土组件，包括与所述轴向拉力组件可拆卸连接的上配接套筒，至少两个与所述上配接套筒可拆卸连接的瓣式侧活动板，可分离设于所述瓣式侧活动板内侧的橡胶膜，以及与所述瓣式侧活动板可拆卸连接的下配接套筒；其中，至少两个所述瓣式侧活动板围合成周向衔接的活动套筒，每个所述瓣式侧活动板均开设有对位孔，相邻的所述瓣式侧活动板在对应的对位孔中可拆卸地配合有对位插销，所述下配接套筒可拆卸连接于所述底板；
[0007]在制作土体试样时，所述制土组件从所述轴向拉力组件和所述底板中拆卸至独立状态，通过所述上配接套筒、所述瓣式侧活动板、所述橡胶膜和所述下配接套筒构成所述土体试样的成型腔；
[0008]在拉伸压缩试验时，所述制土组件通过所述上配接套筒、所述下配接套筒安装至
所述轴向拉力组件和所述底板之间，并拆除所述瓣式侧活动板，且所述土体试样收容于所述包裹腔内，通过所述轴向拉力组件施加轴向拉力，通过所述径向压力组件施加径向压力。
[0009]在一个可能的实现方式中，所述上配接套筒、所述下配接套筒和所述瓣式侧活动板共同围合形成两头粗、中间细的沙漏状成型腔。
[0010]在一个可能的实现方式中，所述轴向拉力组件包括：轴向固定卡座，与所述上配接套筒可拆卸连接；轴向应力传感器，与所述轴向固定卡座连接；轴向位移传感器，与所述顶板连接；以及轴向加载结构，与所述轴向应力传感器连接，且与所述顶板配合设置。
[0011]在一个可能的实现方式中，所述轴向拉力组件还包括与所述轴向加载结构配合设置的轴向滑动座体，所述轴向滑动座体能够相对于所述顶板移动且固定在目标位置。
[0012]在一个可能的实现方式中，所述轴向固定卡座与所述上配接套筒的配合范围内设有对齐设置的轴向定位孔，所述轴向定位孔中设有伸出所述上配接套筒和所述轴向固定卡座的轴向固定插销，所述轴向位移传感器一端设于所述顶板，另一端设于所述轴向固定插销。
[0013]在一个可能的实现方式中，每个所述径向压力组件包括：瓣式围压活动板，多个所述径向压力组件的瓣式围压活动板围合成所述包裹腔；颗粒状围压填充物，用以设于所述瓣式围压活动板和所述土体试样之间；径向固定卡座，与所述瓣式围压活动板可拆卸连接；径向应力传感器，与所述径向固定卡座连接；径向位移传感器，与所述侧板连接；以及径向加载结构，与所述径向应力传感器连接，且与所述侧板配合设置。
[0014]在一个可能的实现方式中，所述颗粒状围压填充物包括：围压膜，设于所述瓣式围压活动板，所述围压膜与所述瓣式围压活动板之间形成围压腔；以及细沙，设于所述围压腔内，用以对所述土体试样施加围压作用。
[0015]在一个可能的实现方式中，所述径向压力组件还包括与所述径向加载结构配合设置的径向滑动座体，所述径向滑动座体能够相对于所述侧板移动且固定在目标位置。
[0016]在一个可能的实现方式中，所述径向固定卡座与所述瓣式围压活动板的配合范围内设有对齐设置的径向定位孔，所述径向定位孔中设有伸出所述径向固定卡座与所述瓣式围压活动板的径向固定插销，所述径向位移传感器一端设于所述侧板，另一端设于所述径向固定插销。
[0017]本专利技术提供的土体拉伸压缩耦合试验装置至少具有以下技术效果：与传统技术相比，本专利技术提供的土体拉伸压缩耦合试验装置，利用反力框架作为支撑结构，利用轴向拉力组件为土体试样施加轴向拉力，利用径向压力组件为土体试样施加径向压力，在制土组件中，可以通过上配接套筒、瓣式侧活动板、橡胶膜和下配接套筒制作土体试样，又可以通过拆卸瓣式侧活动板，并安装至轴向拉力组件和底板之间来实现土体试样的竖直固定目的，从而可以直观地观察和量测土体试样在拉伸
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压缩耦合应力状态下的强度特征，进而完善地震作用下边坡稳定性分析理论。此外，由于制土组件既可以制土又可以固定土体试样，能够统一土体试样的尺寸，得到更为一致的土体强度，并且，上配接套筒和下配接套筒可以对土体试样进行均匀的拉伸作用，橡胶膜能够与土体试样紧密贴合，保证土体试样的完整性。
[0018]在第二方面，本专利技术还提供一种土体拉伸压缩耦合试验方法，采用如上任一实现方式所述的土体拉伸压缩耦合试验装置，包括以下步骤：
[0019]制土阶段：将橡胶膜包裹在瓣式侧活动板内侧，将瓣式侧活动板与下配接套筒组
另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中元件。本文所提到的“连接”可以是一体连接，也可以是分体连接，可以是可拆卸连接，也可以是不可拆卸连接。本文所提到的“可拆卸连接”则要求必须是能够反复拆卸安装的方式。“多个”指两个及以上数量。
[0041]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。
[0042]请一并参阅图1及图2，现对本专利技术实施例提供的土体拉伸压缩耦合试验装置1及土体拉伸压缩耦合试验方法进行说明。
[0043]请参阅图1和图2，本专利技术实施例提供了一种土体拉伸压缩耦合试验装置1，包括：反力框架本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.土体拉伸压缩耦合试验装置，其特征在于，包括：反力框架，具有相对的顶板、底板和侧板；轴向拉力组件，与所述顶板配合设置；多个径向压力组件，与所述侧板配合设置，且多个所述径向压力组件在轴向上对齐设置，在径向上围合成包裹腔；以及制土组件，包括与所述轴向拉力组件可拆卸连接的上配接套筒，至少两个与所述上配接套筒可拆卸连接的瓣式侧活动板，可分离设于所述瓣式侧活动板内侧的橡胶膜，以及与所述瓣式侧活动板可拆卸连接的下配接套筒；其中，至少两个所述瓣式侧活动板围合成周向衔接的活动套筒，每个所述瓣式侧活动板均开设有对位孔，相邻的所述瓣式侧活动板在对应的对位孔中可拆卸地配合有对位插销，所述下配接套筒可拆卸连接于所述底板；在制作土体试样时，所述制土组件从所述轴向拉力组件和所述底板中拆卸至独立状态，通过所述上配接套筒、所述瓣式侧活动板、所述橡胶膜和所述下配接套筒构成所述土体试样的成型腔；在拉伸压缩试验时，所述制土组件通过所述上配接套筒、所述下配接套筒安装至所述轴向拉力组件和所述底板之间，并拆除所述瓣式侧活动板，且所述土体试样收容于所述包裹腔内，通过所述轴向拉力组件施加轴向拉力，通过所述径向压力组件施加径向压力。2.如权利要求1所述的土体拉伸压缩耦合试验装置，其特征在于，所述上配接套筒、所述下配接套筒和所述瓣式侧活动板共同围合形成两头粗、中间细的沙漏状成型腔。3.如权利要求1所述的土体拉伸压缩耦合试验装置，其特征在于，所述轴向拉力组件包括：轴向固定卡座，与所述上配接套筒可拆卸连接；轴向应力传感器，与所述轴向固定卡座连接；轴向位移传感器，与所述顶板连接；以及轴向加载结构，与所述轴向应力传感器连接，且与所述顶板配合设置。4.如权利要求3所述的土体拉伸压缩耦合试验装置，其特征在于，所述轴向拉力组件还包括与所述轴向加载结构配合设置的轴向滑动座体，所述轴向滑动座体能够相对于所述顶板移动且固定在目标位置。5.如权利要求3所述的土体拉伸压缩耦合试验装置，其特征在于，所述轴向固定卡座与所述上配接套筒的配合范围内设有对齐设置的轴向定位孔，所述轴向定位孔中设有伸出所述上配接套筒和所述轴向固定卡座的轴向固定插销，...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹超，李舰，王帅伟，赵成刚，王伟，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：