[发明专利]等应变增量比试验系统

说明书

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，特别涉及一种等应变增量比试验系统。

背景技术

砂土在不同的应变路径下会表现出不同的应力-应变响应。研究应变路径控制条件下砂土的力学响应是土的本构关系的重要研究内容之一。与应力路径控制的试验相同，模拟实际应变路径也具有重要的现实意义。譬如，挡土墙后填土强度的发挥和土压力的大小取决于填土的侧向应变约束条件。处于k₀固结状态的土体的侧向应变为零。实际工程中土体通常是处于排水和不排水之间的状态，而应变路径试验可以通过控制土的体积变化来模拟这种实际的排水状态。

为了研究砂土应变路径控制条件下的应力-应变响应，不少学者进行了探索和尝试。例如，Asaka等对常规三轴试验设备进行了改进，实现了等应变增量比的控制，其应变增量比的控制范围为-0.5～1.0。但是还是存在应变增量比的控制范围小，控制精度差的缺陷。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷，特别是解决现有技术等应变增量比试验系统应变增量比的控制范围小和控制精度差的缺陷。

为达到上述目的，本发明一方面提出了一种等应变增量比试验系统，包括：水容器，所述水容器中放置有盛放实验用的试样的试样容器；轴向应变增量测量系统，所述轴向应变增量测量系统连接至所述试样容器并测量所述试样容器的轴向应变增量；体应变增量测量系统，所述体应变增量测量系统连接至所述水容器并测量所述水容器中的体应变增量；围压控制系统，所述围压控制系统连接至所述水容器的一侧并控制所述水容器的围压；测控装置，所述测控装置连接至所述围压控制系统以控制所述水容器内的围压。

根据本发明的一个实施例，所述反压力控制系统位于所述试样容器之上。

根据本发明的一个实施例，所述体应变增量测量系统包括：体变管，所述体变管与所述试样容器底部排水通道相连；以及体变传感器，所述体变传感器用于传感所述体应变增量。

根据本发明的一个实施例，所述围压控制系统包括：位于所述试样容器一侧的侧向伺服阀；侧向位移传感器；和侧向液压缸，所述侧向液压缸在侧向伺服阀的控制下控制水容器内的围压。

根据本发明的一个实施例，所述轴向应变增量测量系统包括：位于所述试样容器之下的轴向伺服阀；轴向液压缸，所述轴向液压缸在轴向伺服阀的控制下控制所述试样容器内的试样的轴向载荷；和轴向变形传感器具，所述轴向变形传感器具传感所述试样容器内的试样的轴向应变增量。

根据本发明的一个实施例，进一步包括：反压力控制系统，所述反压力控制系统调整所述试样容器内的反压。

根据本发明的一个实施例，进一步包括：显示系统，所述显示系统与所述体变传感器和所述轴向变形传感器具连接，并显示具有预定应变增量比的加载路径。

根据本发明的一个实施例，所述测控装置在所述试样的当前应变增量比大于预设值时控制所述侧向伺服阀和所述轴向伺服阀以减小围压，在所述试样的当前应变增量比小于预设值时控制所述侧向伺服阀和所述轴向伺服阀以增大围压。

根据本发明的一个实施例，在所述显示系统和所述测控装置之间连接有D/A转换器，所述显示系统和所述体变传感器以及所述轴向变形传感器具之间设置有A/D转换器。

根据本发明的一个实施例，所述体应变增量测量系统进一步包括：连接在所述试样容器和体变管之间的孔压传感器；以及排水阀，所述排水阀控制所述体变管内的水的排放。

本发明的等应变增量比试验系统能够在试验中实时检测和控制试样的应变增量比，保持试样沿着应变增量比为常数的路径加载，该系统控制原理清楚，结构简单。另外，本发明采用液压伺服系统控制，压力较气压更为稳定，围压最大可加至3MPa，具有较大的加载能力。其次，本发明应变增量比控制范围较大，排水量较大的试验以及吸水的试验均可进行，应变增量比的控制范围可以从试样破坏时的应变增量比一直到1。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的等应变增量比试验系统结构图；

图2为本发明实施例的体应变测量示意图。

具体实施方式