[发明专利]一种卧式三轴拉压试验仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种拉压试验仪，特别涉及一种卧式三轴拉压试验仪。

背景技术

压实粘土的抗拉强度和极限拉伸应变是进行土工建筑物裂缝评价非常 重要的拉伸特性参数。认识压实粘土的拉伸特性和破坏机理对于土石坝工 程的安全评价具有重要意义。例如，张拉裂缝是土石坝工程中常见的隐患 和主要破坏类型。由不均匀沉降导致的坝表横向张拉裂缝和由楔劈水压力 导致的心墙水力劈裂裂缝是土石坝张拉裂缝的主要类型。这些裂缝会导致 土石坝防渗体破坏。因此，压实粘土三轴拉伸条件下的应力应变关系特性、 强度特性和破坏机理的研究具有重要的工程应用价值，关系到能否合理正 确地评价土工建筑开裂准则。

进行压实粘土的三轴拉伸试验是研究和解决上述问题的一个基本手 段。由于试验方法的限制，早期对压实粘土拉伸特性的研究手段以单轴拉 伸试验为主。在三轴拉伸试验仪器方面，一般是在现有常规三轴压缩仪上 进行改装得到，轴向连接刚度较小，难以测定土体拉伸应力应变的全过程 曲线。此外，由于试样竖放，在小围压时，无法消除土体自重的影响。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种卧式三轴拉 压试验仪，使其能用于测定三轴条件下压实粘土拉伸应力应变全过程曲线， 具有整体性好、加载稳定性好、轴向刚度大的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种卧式三轴拉压试验仪，包括有试验平台16，试验平台16上设有作 为加载设备的交流电机1，交流电机1的动力输出端与刚性加载杆5相连， 在刚性加载杆5上设有力传感器2，刚性加载杆5与前活塞杆6的一端相连， 前活塞杆6还设有位移传感器3，力传感器2、位移传感器3均与数据采集 板20和计算机21连接，前活塞杆6的另一端穿过卧式压力室4的前挡板 22与试样帽15相连接，试样帽15与前挡板22上的排气孔17相连通，与 试样帽15相对应的位置还设有试样帽19，试样帽19通过塑料软管与后挡 板18上的排气孔23相连接，试样帽19与后活塞杆10的一端相连，后活 塞杆10的另一端穿过卧式压力室4的后挡板18与固定挡板11相连。

所述的交流电机1提供的最大轴向力为拉压各300kg，最大加载位移量 程为±20mm。

所述的交流电机1的加载变形速率为0.00155mm/min～0.375mm/min。

所述的压力室4的后挡板18可拆卸。

所述的压力室4固定在实验平台16上。

所述的压力室4的前挡板22上设有通气孔12、试样帽15的排气孔17。

所述的压力室4的后挡板18上设有与压力室4相连通的进水孔13、排 水孔14，压力室4上还设有试样帽19的排气孔23。

所述的前活塞杆6、后活塞杆10两端均有螺扣。

所述的前活塞杆6、后活塞杆10水平对中并可水平移动。

所述的后活塞杆10通过固定挡板11固定在实验平台16上。

所述的数据采集板20最大采集频率可达100次/秒。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性技术效果：1)仪器的 整体性好。所有部件均组装在同一实验平台上，有效地保证了仪器的整体 性；2)加载的稳定性好。采用闭环交流电机进行位移控制式加载，可实现 拉伸或压缩双向匀速稳定地加载，加载速率也可方便地进行调节和控制；3) 轴向刚度大。在仪器的加载轴向，各部件间均采用固定连接，连接刚度大， 使得可以测定土样达到峰值抗拉强度后土体发生拉伸破坏的过程和相应的 应变软化段；4)试样水平放置，可消除小围压时土体自重对试验结果的影 响，试样的应力条件简单清晰。

附图说明

图1为本发明提供的卧式三轴拉压试验仪的结构俯视图。

图2为本发明提供的卧式三轴拉压试验仪的结构主视图。

图3为本发明的传感器与数据采集板、计算机的连接框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。