[发明专利]一种粗颗粒土流变特性的测试仪器及测试方法

说明书

本发明公开了一种粗颗粒土流变特性的测试仪器，属于土工试验仪器技术领域，包括框架（16），所述框架（16）的一侧面顶端横梁的外侧面上设置有导轨架（21），所述导轨架（21）外侧面设置有两个第一螺孔，所述第一螺孔内设置有第一螺杆，所述第一螺杆与第一滑轮（18）相连，水平导轨（20）的中部设置有用于穿过两所述第一滑轮（18）的第一长条形通孔（23），所述水平导轨（20）穿过所述第一滑轮（18）后放置在所述导轨架（21）上。本发明还提供了一种粗颗粒土流变特性的测试仪器的测试方法。本发明在试验加载过程中竖向荷载始终垂直于试样，杠杆无需调平。

技术领域

本发明涉及一种粗颗粒土流变特性的测试仪器及测试方法，尤其涉及一种能够进行粗颗粒土K₀状态下长期流变试验的单向压缩流变仪以及测试方法，属于土工试验仪器技术领域。

背景技术

随着我国土石坝的大量建设，粗颗粒土的流变特性研究成为岩土工程领域的一大研究热点。在研究粗颗粒土的流变特性时，目前国内多采用大型三轴剪切流变仪进行流变试验。尽管长期三轴流变试验可以测定特定应力条件下粗颗粒土的流变特性，但是进行长期三轴流变试验时，几乎无法逾越的是体积应变的测量误差。

由于单向固结仪具有操作简单、容易获得试验过程中试样的孔隙比且得到的数据相比于三轴流变试验较准确可靠等优点，因此有些科研人员对传统的适用于粘土、砂土的单向固结仪进行改造，设计出不同形式的适用于粗颗粒土的单向压缩流变仪。这些仪器中，一部分采用液压千斤顶施加竖向荷载，另一部分采用机械式砝码加载。对于前者，断电或仪器本身的故障会导致长时间流变试验的失败。对于后者，大部分仪器在加载过程中当杠杆倾斜较大时，需要调平，这可能会对试样造成扰动，影响试验结果的准确性。另外，粗颗粒土与试样桶的产生的侧壁摩擦力往往不可忽视，而目前的堆石料固结仪一般不进行侧壁摩擦力的测量，这样可能会导致竖向应力与实际存在一定的偏差，同样影响试验结果的准确性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种粗颗粒土流变特性的测试仪器，该仪器通过限位装置保证竖向荷载始终垂直于试样，加载过程中无需调平杠杆，不会对试样造成扰动，测量精度高。

进一步地，本发明还提供一种侧限条件下粗颗粒土流变特性的测试仪器，该仪器考虑了粗颗粒土与试样桶的产生的侧壁摩擦力，可以获得试样所受的实际竖向应力，测量结果更加精准。

本发明还提供一种粗颗粒土流变特性的测试仪器的测试方法，该法操作简单，可控性强，测量精度高。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种粗颗粒土流变特性的测试仪器，包括框架，所述框架的一侧面顶端横梁的外侧面上设置有导轨架，所述导轨架外侧面设置有两个第一螺孔，所述第一螺孔内设置有第一螺杆，所述第一螺杆与第一滑轮相连，水平导轨的中部设置有用于穿过两所述第一滑轮的第一长条形通孔，所述水平导轨穿过所述第一滑轮后放置在所述导轨架上；

所述横梁的下表面中心与连接块的顶端相连，所述连接块的右侧面中部设置有用于容纳加压杠杆的一端头的凹槽，所述凹槽上下两端与所述加压杠杆的上下表面之间均留有空隙，所述连接块的外侧面设置有端部轴承，中心轴依次穿过所述连接块侧壁、加压杠杆和端部轴承后再通过第二螺杆固定第二滑轮；

所述连接块下方设置有加载架，第三螺杆贯穿所述加载架的外侧面后再与第三滑轮相连；

竖直导轨中部设置有用于穿过所述第二滑轮和第三滑轮的第二长条形通孔，所述竖直导轨穿过所述第二滑轮和第三滑轮后顶端与所述水平导轨固定连接；

所述加压杠杆的另一端头连有砝码，所述加压杠杆与所述连接块相连的一端水平向外连有装配式的平衡杠杆，所述平衡杠杆通过挂钩连接砝码架；

所述加载架底端与待加压的试样桶相接触。