[发明专利]三轴拉伸试验装置

说明书

本发明提供一种基于常规岩土三轴压缩试验仪的三轴拉伸试验装置，该装置包括测力计连接头、连接套、轴杆、试样帽及销键圈五部分。本发明的效果是该装置结构简单，操作方便，在常规岩土三轴试验压缩仪的基础上通过该装置可实现岩土的三轴拉伸试验，能够进行岩土的常规三轴拉伸、轴向减载三轴拉伸及平均主应力为常数的三轴拉伸等试验，相较于目前进行岩土三轴拉伸试验的GDS等特殊仪器，成本少，费用低，效费比高，操作简单方便，推广应用性强，为岩土工程的三轴拉伸试验提供了一种新型测试装置。

技术领域

本发明为一种室内岩土试验测试装置，特别是一种三轴拉伸试验装置，通过该装置可在常规岩土三轴压缩试验仪的基础上，进行岩土的三轴拉伸(CTE)、轴向减载三轴拉伸(RTE)及平均主应力p为常数的三轴拉伸(TE)等岩土拉伸试验，提供相关的应力、应变、强度、应力路径等试验参数。

背景技术

在岩土体的边坡稳定评估中，常需提供该岩土体的强度参数。岩土体的边坡稳定分析，目前普遍采用基于极限平衡分析的瑞典条分法和毕肖普法，其均假定边坡滑动面为圆弧状，滑体在力的作用下沿圆弧面滑动。一般认为圆弧状滑动面因其受力状态不同而分为三个区域：压剪区、纯剪区、拉剪区。压剪区，一般位于圆弧状滑动面的上部，其主要承受压力-剪切作用，岩土体在压力的作用下剪切破坏，致使其发生滑动；纯剪区，一般位于圆弧状滑动面的中下部，其主要承受纯剪切作用，岩土体在近似于水平推力的作用下发生剪切破坏而滑动；拉剪区，一般位于圆弧状滑动面的尾部，其主要承受拉力-剪切作用，岩土体在拉力的作用下剪切破坏而产生滑动。岩土体的边坡稳定分析，不同的滑动区域应采用不同的剪切强度，压剪区应采用压缩剪切强度，纯剪切区应采用直剪或单剪强度，拉剪区则应采用拉伸强度。岩土体不同受力状态的剪切强度不尽相同，其求取方式也各异，其压缩剪切强度一般通过三轴压缩仪进行岩土体的三轴压缩试验获得，直剪强度通过直接剪切仪进行岩土体的直剪试验获得，单剪强度由单剪仪进行岩土体的单剪试验获得，拉伸强度则由一些专门的仪器进行岩土体的三轴拉伸、单轴拉伸、土梁弯曲、径向压裂、空心圆柱内压裂等试验获得。工程实践中，限于技术水平、复杂程度、使用频率及价格等原因，相对来说，直剪仪、三轴压缩仪等试验仪器应用较为普遍，而单剪仪和进行拉伸试验的专用仪器则应用较少，仅限于一些专业科研机构和高等院校。所以工程实际中，出于现实情况和简化原由，常将岩土体受力状态不同的三个滑动区域简化为受力状态相同的一个区域，并用统一的三轴压缩强度或直剪强度作为岩土体边坡稳定分析的抗剪强度指标。此种分析方法虽然较为简单易行，但与工程实际情况却有出入，用此种分析方法得出的边坡稳定结果对于工程的安全性、造价等，会埋下隐患，有时甚至会产生致命后果，其弊端已逐渐引起人们的重视，所以近些年工程界主张细化岩土体的边坡稳定分析方法，用其不同受力状态的剪切强度来分别分析评价其稳定状态，其期取得最贴近工程实际状况的分析结果。鉴于获取岩土体压缩剪切强度和直剪强度的试验仪器相对普及，指标容易获取，而传统获取岩土体拉伸剪切强度的试验仪器却较为昂贵，应用范围小，普及率低，所以现实的需要，须有一种操作简单、使用方便、成本低、易推广的岩土体拉伸试验装置，为岩土体的强度稳定分析提供试验指标与依据。基于此种需求，急于研制基于常规岩土三轴压缩试验仪的三轴拉伸试验装置。

发明内容

由于传统获取岩土体拉伸剪切强度的试验仪器较为昂贵，应用范围小，普及率低，试验指标获取较难，而常规的岩土三轴压缩仪却相对普及，应用范围广，本发明的目的是提供一种三轴拉伸试验装置，为岩土体的边坡强度稳定分析提供相关试验指标和依据，借助于现有的的常规岩土三轴压缩仪，通过本发明装置实现岩土体常规三轴拉伸(CTE)、轴向减载三轴拉伸(RTE)及平均主应力p为常数的三轴拉伸(TE)等试验，以取得岩土体相应的剪切强度、应力路径等相关参数。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种三轴拉伸试验装置，其中：该装置包括有测力计连接头、连接套、轴杆、试样帽及销键圈。测力计连接头上端连接测力计，下端通过连接套连接轴杆。轴杆上端连接测力计连接头和连接套，下端连接试验帽。试验帽位于试验岩土样上端，与轴杆连接，所述轴杆与试验帽丝扣连接；所述销键圈套在接套外周，用于轴杆与试验帽的连接与拆卸。