[实用新型]一种解决应力集中与挤土问题的刚柔复合真三轴加载装置

说明书

本实用新型提供一种解决应力集中与挤土问题的刚柔复合真三轴加载装置，包括四个刚性加载板，沿四个方向围成一个横截面呈矩形的容置空间，用于夹持岩土样本；每个刚性加载板与两端两个刚性补偿板之间留有缝隙；橡胶薄膜包裹在岩土样本和四个刚性加载板的外部，用于封装岩土样本和四个刚性加载板；八个刚性补偿板，用于封闭相邻两个刚性加载板之间的缝隙，岩土样本在一个封闭的矩形容置空间中；四个连接件，用于对刚性加载板传递荷载；四个加载活塞，用于对岩土样本施加荷载；四个密封器，起到密封橡胶薄膜的作用。本实用新型相邻两个刚性加载板之间留有缝隙，避免边角处的碰撞与干扰；通过刚性补偿板对其缝隙进行密封，解决挤土与应力集中的问题。

技术领域

本实用新型涉及岩土力学中加载装置，用于在试验时施加荷载，并测试岩土样本在三维应力作用下的应力-应变强度特性，具体地，涉及一种解决应力集中与挤土问题的刚柔复合真三轴加载装置。

背景技术

岩土工程中常常遇到三维分析问题。真三轴仪的设计及试验研究一直是一个活跃并且具有挑战性的研究领域。对岩土的应力-应变强度特性的测量一般采用真三轴系统。真三轴测试意味着立方体形的岩土样本在三个方向(或三个轴向)受到均匀的压力(或应变)。真三轴测试对于测量岩土在三个主要方向的载荷作用下的应力-应变性能有重要意义。

现有的真三轴试验的加载装置可以分为以下3种类型：(1)刚性加载方式；(2) 柔性加载方式；(3)混合边界加载方式。目前使用最广泛的是混合边界加载方式，它解决了纯刚性和纯柔性加载中的很多局限性，但是这种系统也存在着一些缺陷，比如边角处容易产生干涉，如果钢板之间存在缝隙还有可能有土体挤出、应力和应变同样分布不均匀。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种一种解决应力集中与挤土问题的刚柔复合真三轴加载装置。

根据本实用新型提供一种解决应力集中与挤土问题的刚柔复合真三轴加载装置，包括：

四个刚性加载板，沿四个方向围成一个横截面呈矩形的容置空间，所述容置空间用于夹持岩土样本；每个所述刚性加载板与两端两个所述刚性补偿板之间留有缝隙；

橡胶薄膜，其包裹在所述岩土样本和四个所述刚性加载板的外部，将所述岩土样本和四个所述刚性加载板封装于所述橡胶薄膜内；

八个刚性补偿板，分别固结于四个所述刚性加载板的两端，即每个所述刚性加载板的两端分别设有一个所述刚性补偿板，所述刚性补偿板可沿与其固结的所述刚性加载板固定的方向伸缩，用于封闭相邻两个所述刚性加载板之间的所述缝隙，使所述岩土样本始终在一个封闭的所述容置空间中；

四个连接件，四个所述连接件分别固接在四个所述刚性加载板的中间位置，用于对所述刚性加载板传递荷载；

四个加载活塞，四个所述加载活塞分别通过所述连接件与所述刚性加载板连接，用于对所述岩土样本施加荷载；

四个密封器，四个所述密封器分别套接于四个所述连接件上，用于夹紧其与所述刚性加载板之间的所述橡胶薄膜，起到密封所述橡胶薄膜的作用。

优选地，还包括：

四个应力传感器，四个所述应力传感器分别固结于四个所述加载活塞上，用于感测所述加载装置作用在所述岩土样本上的载荷大小。

优选地，四个所述刚性加载板，其中两个刚性加载板位于同一个中轴线上，另外两个所述刚性加载板位于同一个中轴线上，且这两个中轴线彼此垂直。

优选地，四个所述加载活塞分别与其连接的所述刚性加载板垂直设置，使荷载通过所述加载活塞传递至所述刚性加载板上，所述刚性加载板沿着所述加载活塞固定的方向移动。