[发明专利]一种单轴拉压双功能蠕变仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种实验仪器，特别涉及一种用于混凝土、岩石等材料的蠕变试验装置。

背景技术

蠕变是指在常应力的持续作用下，材料变形随试件增长而不断增大的现象。大量的现场试验和室内试验表明所有的混凝土、岩石类材料都具有一定的蠕变性质。材料的蠕变效应是工程长期稳定的重要影响因素和变形响应，因此研究岩土体、混凝土等材料蠕变特性对工程设计、施工及安全运行具有重要意义。

目前混凝土、岩石类材料的拉伸或压缩蠕变试验装置，大多数使用刚性液压伺服实验机进行加载，虽然这些仪器装置在载荷大小控制和数据采集方面性能优越，但其也具有明显的缺点：一是仪器造价非常高；二、试验过程中这种仪器耗电量大，且蠕变试验耗时长，因此试验成本大大增加；三、伺服系统加载的拉压力稳定性不够，导致实验精度不够。而对于另外的一些简易试验装置，其加载原理主要是利用滑轮组、杠杆原理或者是用千斤顶加载，这些装置移动方便，造价低廉，但简易实验装置中的液压千斤顶保持稳定荷载的效果不理想，而杠杆或滑轮组制成的仪器又无法提供较大的压缩荷载，主要只适用于一些软弱岩土材料或低弹模相似材料的压缩蠕变。并且现有测试材料拉伸蠕变和压缩蠕变的设备为相互独立的两套设备，设备功能较为单一。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有蠕变试验技术存在的不足，提供一种准确度高、荷载量程较大且稳定、使用操作方便、制造和试验成本低的单轴拉压蠕变双功能蠕变仪。

本发明单轴拉压蠕变双功能蠕变仪的具体方案为：

本发明单轴拉压双功能蠕变仪，包括工作台、拉压力加载系统和蠕变数据量测系统；

所述工作台包括底座、第一支撑杆组和第二支撑杆组，第一支撑杆组和第二支撑杆组竖直设置于底座上，第一支撑杆组上水平设置有承压板，第二支撑杆组上设置有承拉板、工作板和与第二支撑杆组直线滑动配合的加载板，加载板位于承拉板和工作板之间；

所述拉压力加载系统包括设置于底座上的泄油油缸、大直径油缸和小直径油缸，小直径油缸的油腔和大直径油缸的油腔连通，大直径油缸的油腔和泄油油缸的油腔连通、且连接大直径油缸和泄油油缸的油路上设置有阀门，大直径油缸的活塞杆上设置有与承压板平行的载件板；承拉板和加载板上对应设置有用于连接被拉试件的拉伸接头；所述拉压力加载系统还包括滑轮砝码加载装置，滑轮砝码加载装置包括连接于加载板上的动滑轮、设置于工作板上的定滑轮、绕在动滑轮与定滑轮上的拉绳和设置于拉绳自由端的砝码；所述小直径油缸穿过工作板、且其活塞杆顶在加载板的下表面上；

所述蠕变数据量测系统包括应变传感器、数据采集器和微机，应变传感器用于采集被测试件的应变数据并将数据输入数据采集器，数据采集器将获得的数据输入微机。

进一步，所述蠕变数据量测系统还包括设置于载件板上的应力传感器，所述应力传感器用于采集被测试件的应力数据、并将应力数据输入数据采集器；

进一步，所述第一支撑杆组上铰接有一与泄油油缸的活塞杆连接的杠杆；

进一步，所述第二支撑杆组上设置有对下坠的加载板起缓冲支撑作用的柔性保护装置；

进一步，所述柔性保护装置包括固定设置于第二支撑杆组上的套筒和设置于套筒上端的缓冲套或缓冲弹簧；

进一步，所述加载板上设置有直线轴承，加载板通过直线轴承和第二支撑杆组直线滑动配合；

进一步，所述拉伸接头包括拉杆、拉头和螺帽，拉杆的一端为球头，螺帽连接于球头上并与其转动配合，螺帽和拉头螺纹连接，拉头用于和被测试件连接；

进一步，所述滑轮砝码加载装置为四组、并对称布置在小直径油缸四周。

本发明的有益效果：

1、本发明单轴拉压蠕变双功能蠕变仪，其既可以做压缩蠕变实验、又可以做拉伸蠕变实验，功能更全，实用性更强。

2、本发明单轴拉压蠕变双功能蠕变仪的拉压力加载系统具有放大砝码试验载荷的作用，每增加一组滑轮组可将砝码荷载放大两倍，并且压力经小直径油缸传递到大直径油缸后压力也会被放大，放大倍数为大直径油缸横截面积与小直径油缸面积之比，因而本拉压力加载系统能提供足够大的拉压力以满足绝大多数岩石的蠕变实验要求；同时采用机械加载方式，通过增减砝码即可调节试验载荷，荷载调节方便，并能提供长时恒定的荷载，可保证具有高的测量精度。

3、本发明单轴拉压蠕变双功能蠕变仪，结构较为简单、制造成本低；且本蠕变仪在实验过程中基本不耗费能源，实验成本低。