【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于土体抗拉试验，更具体地说，是涉及一种用于土体抗拉强度的测试装置及测试方法。
技术介绍
1、土体抗拉强度是土体在拉应力作用下破坏时的最大拉应力，其对工程设计具有重要意义。现如今，土体抗拉强度主要有单轴拉伸、三轴拉伸、巴西劈裂和三点弯曲等试验方法，其中单轴拉伸具有较高精度，目前应用较多的单轴拉伸试验为卧式单轴拉伸试验。如中国专利公开号为cn107167377b，其中公开了一种利用直剪仪测定土体抗拉强度的装置及方法。但目前技术存在以下缺陷：(1)目前多数测试装置是采用方形截面的土体试样进行试验，导致抗拉界面拉应力分布不均匀；(2)目前已有技术中，缺乏制作一种具有一定粗糙度或具有不同形态界面的抗拉试样，进而无法测试具有不同形态界面的试样的抗拉强度。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于土体抗拉强度的测试装置及测试方法，旨在解决现有技术中对使用的方形截面的土体试样进行抗拉强度测试时，导致抗拉界面拉应力分布不均匀的技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种用于土体抗拉强度的测试装置，包括：
3、试模，包括沿z轴方向呈上下状设置的上试模和下试模，所述上试模和所述下试模内部均形成空腔，所述上试模和所述下试模的空腔相互组合形成哑铃状，所述空腔内装有压实土样，压实土样在xy平面呈圆形，所述上试模和所述下试模能沿z轴方向分离，所述上试模和所述下试模分离时拉动压实土样同时分离，其中定义z轴方向为沿所述试模高度方向、x轴和y轴方向
4、拉伸装置，围设于所述试模外周并紧密贴合所述上试模和所述下试模，用于沿z轴方向拉伸所述上试模和/或所述下试模，以使所述上试模和所述下试模分离并对压实后松散土样进行抗拉强度测试。
5、在一种可能的实现方式中，所述上试模和所述下试模均呈圆台形，一端外径大于另一端外径，所述上试模和所述下试模的外径较小的一端相互抵接；所述空腔包括相互连通的圆柱形部分和圆台形部分，所述圆柱形部分靠近所述上试模或所述下试模的外径较大的一端，所述圆台形部分靠近所述上试模或所述下试模的外径较小的一端，所述上试模和所述下试模的所述圆台形部分的内径较小一端相互对接。
6、在一种可能的实现方式中，所述上试模沿z轴方向贯通设置有光孔，所述下试模上端沿z轴方向设置有螺孔，所述光孔内穿设有螺丝；在向所述空腔内装入松散土样前，通过使所述螺丝下端螺接所述螺孔，并固定锁紧所述上试模和所述下试模，在使用所述拉伸装置开展抗拉强度试验之前拆除所述螺丝。
7、在一种可能的实现方式中，所述上试模上端和所述下试模下端均设置有深度沿z轴方向延伸的压簧孔，所述压簧孔内穿设有压簧；在使用所述拉伸装置之前，所述上试模上端和所述下试模下端均设置有压柱，所述压柱适于插入所述上试模和所述下试模内，并用于沿z轴方向朝向所述试模中部推顶压缩松散土样，以使松散土样呈压缩状，所述压柱推顶时同时推挤所述压簧收缩，所述压柱对所述空腔内松散土样的推顶压实形成压实土样，初次压实后的松散土样的高度等于所述空腔圆台形部分的高度。
8、在一种可能的实现方式中，所述空腔圆台形部分内的松散土样压实后，拆卸所述压簧和所述压柱，并在所述上试模上端设置接环，向所述接环内与所述空腔内填入松散土样，所述接环呈圆环形且内径与所述上试模或所述下试模的所述空腔圆柱形部分的内径相同，使用所述压柱插接在所述接环内，并使所述压柱推顶压实松散土样，压实后的松散土样高度等于所述空腔圆柱形部分高度。
9、在一种可能的实现方式中，所述上试模的所述空腔圆柱形部分内的松散土样压实后，翻转所述试模，在所述下试模上端设置所述接环，向所述接环内与所述空腔内填入松散土样，使用所述压柱插接在所述接环内，并使所述压柱推顶压实松散土样，压实后的松散土样高度等于所述空腔圆柱形部分高度。
10、在一种可能的实现方式中，在向所述空腔内填入松散土样之前，所述上试模与所述下试模之间设置有隔板，所述隔板用于隔开所述上试模与所述下试模，松散土样填入空腔后，所述隔板上端面与所述上试模内部的松散土样底端接触；拆除所述隔板后所述上试模内的松散土样与所述下试模内的松散土样相互抵接，抵接后施加压力进行压实。
11、在一种可能的实现方式中，所述隔板上端面和下端面均为平面形或预设形态界面，制作含预设形态界面的抗拉试样时，压实所述下试模空腔圆台形部分内松散土样后，翻转所述试模，拆除所述隔板后向所述上试模内填入松散土样与所述下试模内的压实土样的接触面为相互抵接，在所述上试模与所述下试模的分界面处压实为不同预设形态界面，以测试不同形态界面或不同粗糙度的压实土样的抗拉强度；
12、在一种可能的实现方式中，用于土体抗拉强度测试的装置还包括设于所述下试模底端的底盖，所述底盖用于承托所述下试模。
13、本专利技术提供的一种用于土体抗拉强度的测试装置的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术一种用于土体抗拉强度的测试装置包括试模和拉伸装置，试模包括沿z轴方向呈上下状设置的上试模和下试模，上试模和下试模内部均形成空腔，上试模和下试模的空腔相互组合形成哑铃状，空腔内装有压实土样，压实土样在xy平面上的截面呈圆形，上试模和下试模能沿z轴方向分离，上试模和下试模分离时拉动压实土样同时分离，拉伸装置围设于试模外周并紧密贴合上试模和下试模，用于沿z轴方向对试模进行分离和对压实后的松散土样进行抗拉强度测试，本专利技术解决了目前使用方形截面的压实后抗拉试样进行抗拉强度测试，导致拉裂面拉应力分布不均匀的技术问题，具有对截面呈圆形的抗拉试样进行抗拉强度测试，拉裂面拉应力分布均匀的技术效果。
14、本专利技术还提供了一种用于土体抗拉强度的测试方法，包括以下步骤：
15、步骤一，准备抗拉强度测试的松散土样，确定压实土的含水率、压实度、充填质量；
16、步骤二，沿z轴方向从上至下将上试模、隔板和下试模相互连接形成一个整体，在所述下试模底端和所述上试模的顶端均设置压簧孔，所述上试模和所述下试模内部均形成有空腔且两个所述空腔相互组合形成哑铃状；使所述下试模朝上放置，将松散土填入所述下试模的所述空腔内，在所述压簧孔内放置压簧，然后在所述压簧上端放置压柱，使所述压柱下部插接在所述下试模内部且用于推顶挤压所述压簧和松散土样；
17、步骤三，使所述下试模朝下设置、使所述上试模朝上设置，拆卸所述上试模、所述隔板与所述下试模，去除所述隔板，然后重新安装固定所述上试模和所述下试模，将所述下试模内松散土样的上端面划毛并形成粗糙状，然后将松散土样填入所述上试模的所述空腔内，在所述上试模的所述压簧孔内安装所述压簧，并在所述压簧上端安装压柱，并使所述压柱下部插入所述上试模内部且用于推顶挤压所述压簧和松散土样；
18、步骤四，向所述上试模和所述下试模的所述压柱上施加压力，使两个所述压柱同时推顶挤压松散土样，使松散土压制成预设压实度的压实土，形成对所述上试模的所述空腔圆台形部分和所述下试模的所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于土体抗拉强度的测试装置，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种用于土体抗拉强度的测试装置，其特征在于，所述上试模和所述下试模均呈圆台形，一端外径大于另一端外径，所述上试模和所述下试模的外径较小的一端相互抵接；所述空腔包括相互连通的圆柱形部分和圆台形部分，所述圆柱形部分靠近所述上试模或所述下试模的外径较大的一端，所述圆台形部分靠近所述上试模或所述下试模的外径较小的一端，所述上试模和所述下试模的所述圆台形部分的内径较小一端相互对接。
3.如权利要求1所述的一种用于土体抗拉强度的测试装置，其特征在于，所述上试模沿Z轴方向贯通设置有光孔，所述下试模上端沿Z轴方向设置有螺孔，所述光孔内穿设有螺丝；在向所述空腔内装入松散土样前，通过使所述螺丝下端螺接所述螺孔，并固定锁紧所述上试模和所述下试模，在使用所述拉伸装置开展抗拉强度试验之前拆除所述螺丝。
4.如权利要求2所述的一种用于土体抗拉强度的测试装置，其特征在于，所述上试模上端和所述下试模下端均设置有深度沿Z轴方向延伸的压簧孔，所述压簧孔内穿设有压簧；在使用所述拉伸装置之前，所述上试模上端
5.如权利要求4所述的一种用于土体抗拉强度的测试装置，其特征在于，所述空腔圆台形部分内的松散土样压实后，拆卸所述压簧和所述压柱，并在所述上试模上端设置接环，向所述接环内与所述空腔内填入松散土样，所述接环呈圆环形且内径与所述上试模或所述下试模的所述空腔圆柱形部分的内径相同，使用所述压柱插接在所述接环内，并使所述压柱推顶压实松散土样，压实后的松散土样高度等于所述空腔圆柱形部分高度。
6.如权利要求5所述的一种用于土体抗拉强度的测试装置，其特征在于，所述上试模的所述空腔圆柱形部分内的松散土样压实后，翻转所述试模，在所述下试模上端设置所述接环，向所述接环内与所述空腔内填入松散土样，使用所述压柱插接在所述接环内，并使所述压柱推顶压实松散土样，压实后的松散土样高度等于所述空腔圆柱形部分高度。
7.如权利要求2所述的一种用于土体抗拉强度的测试装置，其特征在于，在向所述空腔内填入松散土样之前，所述上试模与所述下试模之间设置有隔板，所述隔板用于隔开所述上试模与所述下试模，松散土样填入空腔后，所述隔板上端面与所述上试模内部的松散土样底端接触；翻转所述试模，拆除所述隔板后所述上试模内填入松散土样与所述下试模内的松散土样相互抵接，抵接后施加压力进行压实。
8.如权利要求7所述的一种用于土体抗拉强度的测试装置，其特征在于，所述隔板上端面和下端面均为平面形或预设形态界面，制作含预设形态界面的抗拉试样时，压实所述下试模空腔圆台形部分内松散土样后，翻转所述试模，拆除所述隔板后向所述上试模内填入松散土样与所述下试模内的压实土样的接触面为相互抵接，在所述上试模与所述下试模的分界面处压实为不同预设形态界面，以测试不同形态界面或不同粗糙度的压实土样的抗拉强度；
9.一种用于土体抗拉强度的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.如权利要求9所述的一种用于土体抗拉强度的测试方法，其特征在于，所述隔板上端面和下端面均为平面形或预设形态，通过设置所述隔板上端面和下端面的结构，在所述上试模压实土样与所述下试模压实土样的分界面处形成不同形态界面，以测试不同形态界面或不同粗糙度的压实土样的抗拉强度。
...【技术特征摘要】
1.一种用于土体抗拉强度的测试装置，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种用于土体抗拉强度的测试装置，其特征在于，所述上试模和所述下试模均呈圆台形，一端外径大于另一端外径，所述上试模和所述下试模的外径较小的一端相互抵接；所述空腔包括相互连通的圆柱形部分和圆台形部分，所述圆柱形部分靠近所述上试模或所述下试模的外径较大的一端，所述圆台形部分靠近所述上试模或所述下试模的外径较小的一端，所述上试模和所述下试模的所述圆台形部分的内径较小一端相互对接。
3.如权利要求1所述的一种用于土体抗拉强度的测试装置，其特征在于，所述上试模沿z轴方向贯通设置有光孔，所述下试模上端沿z轴方向设置有螺孔，所述光孔内穿设有螺丝；在向所述空腔内装入松散土样前，通过使所述螺丝下端螺接所述螺孔，并固定锁紧所述上试模和所述下试模，在使用所述拉伸装置开展抗拉强度试验之前拆除所述螺丝。
4.如权利要求2所述的一种用于土体抗拉强度的测试装置，其特征在于，所述上试模上端和所述下试模下端均设置有深度沿z轴方向延伸的压簧孔，所述压簧孔内穿设有压簧；在使用所述拉伸装置之前，所述上试模上端和所述下试模下端均设置有压柱，所述压柱适于插入所述上试模和所述下试模内，并用于沿z轴方向朝向所述试模中部推顶压缩松散土样，以使松散土样呈压缩状，所述压柱推顶时同时推挤所述压簧收缩，所述压柱对所述空腔内松散土样的推顶压实形成压实土样，压实后的松散土样的高度等于所述空腔圆台形部分的高度。
5.如权利要求4所述的一种用于土体抗拉强度的测试装置，其特征在于，所述空腔圆台形部分内的松散土样压实后，拆卸所述压簧和所述压柱，并在所述上试模上端设置接环，向所述接环内与所述空腔内填入松散土样，所述接环呈圆环形且内径与所述上试模或所述下试模的所述空腔圆柱形部分的内径相同，使...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴孜鹏，岳祖润，李聪然，韩建文，韩达，张亚泽，胡田飞，孙铁成，符文博，张松，介少龙，杨海宏，毛帅，王雅甜，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：
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