土体拉伸剪切耦合试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种土体拉伸剪切耦合试验装置，属于边坡强度研究技术领域，包括：反力框架，具有相对的顶板、底板和两个相对立的侧板；轴向拉力组件，与顶板配合设置；径向剪力组件，与其中之一侧板配合设置；径向围压组件，与其中之另一侧板配合设置，径向围压组件和径向剪力组件在竖直方向上错开分布，且在水平方向上位于相反的两侧，径向剪力组件和径向围压组件围合形成包裹腔；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，可以直观地观察和量测土体试样在拉伸剪切耦合应力状态下的强度特征。下的强度特征。下的强度特征。

【技术实现步骤摘要】
土体拉伸剪切耦合试验装置


[0001]本技术属于边坡强度研究
，更具体地说，是涉及一种土体拉伸剪切耦合试验装置。

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身，地震作用下边坡体内部土体所处的拉伸
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剪切耦合应力状态已经达成共识，要想完善边坡稳定性分析理论，必须开展土体拉伸
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剪切耦合强度的分析和研究工作。然而，土体拉伸
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剪切耦合强度理论的研究仍然处于摸索阶段。目前，对于土体拉剪耦合的研究大多从数学概念上进行，通过假定土体强度包线满足某种数学曲线关系式，进而近似地得到土体拉剪耦合强度包线，但是，采用数学方法得到的土体拉剪强度包线并不具有实际物理意义，因此，若想明确土体拉剪耦合强度，必须开展土体拉剪耦合试验。
[0003]然而，目前对于土体拉剪耦合试验的研究进展几乎为零，主要原因是：一方面，土体属于散体材料，土体拉伸试验很难展开，土体既拉又剪的耦合应力状态更不易实现；另一方面，土体拉剪耦合强度相对于压剪耦合强度较小，拉剪导致的土样破坏不太显著。因此，研发土体拉伸
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剪切耦合试验仪对于研究土体拉剪耦合强度，进而分析地震作用下边坡的稳定性具有十分重要的意义。
[0004]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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剪切耦合作用下的强度特征。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种土体拉伸剪切耦合试验装置，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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剪切耦合作用下的强度特征的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：
[0007]在第一方面，本技术提供一种土体拉伸剪切耦合试验装置，包括：反力框架，具有相对的顶板、底板和两个相对立的侧板；轴向拉力组件，与所述顶板配合设置；径向剪力组件，与其中之一所述侧板配合设置；径向围压组件，与其中之另一所述侧板配合设置，所述径向围压组件和所述径向剪力组件在竖直方向上错开分布，且在水平方向上位于相反的两侧，所述径向剪力组件和所述径向围压组件围合形成包裹腔；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，所述下配接套筒可拆卸连接于所述底板；
[0008]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土体试样的成型腔；
[0009]在拉伸剪切试验时，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，通过所述径向剪力组件施加径向剪力。
[0010]在一种可能的实现方式中，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。
[0011]在一种可能的实现方式中，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。
[0012]在一种可能的实现方式中，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。
[0013]在一种可能的实现方式中，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。
[0014]在一种可能的实现方式中，所述径向剪力组件包括：剪力加载结构，与其中之一所述侧板配合设置；径向应力传感器，与所述剪力加载结构连接；径向位移传感器，与其中之一所述侧板连接；以及第一瓣式围压活动板，与所述剪力加载结构连接，所述第一瓣式围压活动板与所述径向围压组件围合形成所述包裹腔。
[0015]在一种可能的实现方式中，所述径向剪力组件还包括与所述剪力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]在一种可能的实现方式中，所述径向应力传感器与所述第一瓣式围压活动板之间通过径向固定插销实现定位连接，所述径向位移传感器一端设于其中之一所述侧板，另一端设于所述径向固定插销。
[0017]在一种可能的实现方式中，所述径向围压组件包括：径向固定卡座，设于其中之另一所述侧板；以及第二瓣式围压活动板，与所述径向固定卡座连接，且与所述第一瓣式围压活动板分别位于水平方向上相反的两侧，共同围合形成所述包裹腔。
[0018]在一种可能的实现方式中，所述第一瓣式围压活动板和所述第二瓣式围压活动板在竖直方向上彼此靠近的边缘平齐设置，且所述第一瓣式围压活动板和所述第二瓣式围压活动板在水平方向上的截面形状均为半圆环形。
[0019]本技术提供的土体拉伸剪切耦合试验装置至少具有以下技术效果：与传统技术相比，本技术提供的土体拉伸剪切耦合试验装置，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，利用径向剪力组件为土体试样施加径向剪力，并通过径向剪力组件和径向围压组件的配合，能够保证剪力面的产生，也使得剪力面更加均匀，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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剪切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。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本技术一实施例土体拉伸剪切耦合试验装置的结构示意图；
[0022]图2为本技术一实施例中制土组件在制备土体试样时的结构示意图。
[0023]附图标记说明：
[0024]1、土体拉伸剪切耦合试本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.土体拉伸剪切耦合试验装置，其特征在于，包括：反力框架，具有相对的顶板、底板和两个相对立的侧板；轴向拉力组件，与所述顶板配合设置；径向剪力组件，与其中之一所述侧板配合设置；径向围压组件，与其中之另一所述侧板配合设置，所述径向围压组件和所述径向剪力组件在竖直方向上错开分布，且在水平方向上位于相反的两侧，所述径向剪力组件和所述径向围压组件围合形成包裹腔；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，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土体试样的成型腔；在拉伸剪切试验时，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，通过所述径向剪力组件施加径向剪力。2.如权利要求1所述的土体拉伸剪切耦合试验装置，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所述的土体拉伸剪切耦合试验装置，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所述的土体拉伸剪切耦合试验装置，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...

【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：新型
国别省市：