[发明专利]一种土体宏细观拉伸特性围压加载装置及测试方法

说明书

本发明公开了一种土体宏细观拉伸特性围压加载装置，包括底座、试验台、图像采集机构、移动平台、固定平台和加载仓，试验台上设置有导向机构，固定平台和移动平台左右间隔设置在导向机构上，且能在导向机构上左右滑动，加载仓位于移动平台与固定平台之间，加载仓的左右两端敞开供试样穿过，且其上侧面上设置有透明窗口，加载仓的前后上下侧面内均设置有薄膜，薄膜与气压加载机构连通，图像采集机构位于透明窗口的上方，且通过支架固定在试验台或底座上；还公开了一种土体宏细观拉伸特性围压试验试验测试方法。分为多次加载，使得整个加载过程均衡稳定，且在围压加载时，整个加载力通过薄膜作用在试样的中间段，能有效避免试样出现应力集中的情况。

技术领域

本发明属于材料性能试验技术领域，具体涉及一种土体宏细观拉伸特性围压加载装置及测试方法。

背景技术

现有技术中,在土体性能试验中，通常不会考虑土体受四周的压力的影响，但是在实际中，土体开裂与四周的压力有一定的关系。

发明内容

本发明拟提供一种土体宏细观拉伸特性围压加载装置，能从宏观和微观上得到土体开裂与四周压力之间的关系。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种土体宏细观拉伸特性围压加载装置，包括底座、试验台、图像采集机构、移动平台、固定平台和加载仓，所述试验台上设置有导向机构，所述固定平台和移动平台左右间隔设置在导向机构上，所述固定平台和移动平台能在导向机构上左右滑动，所述加载仓位于移动平台与固定平台之间，所述加载仓的左右两端敞开供试样穿过，且其上侧面上设置有透明窗口，所述加载仓的前后上下侧面内均设置有用于加载围压的薄膜，所述薄膜与气压加载机构连通，所述图像采集机构位于透明窗口的上方，且通过支架固定在试验台或底座上。

作为上述方案的优选，还包括用于制作试样的模具，所述模具包括依次设置的左段、拉伸段和右段，所述拉伸段至少设置有一对，所述左段和右段上设置有用于放置试样的试样端槽，两个所述试样端槽相对设置，且靠近拉伸段的宽度小于远离拉伸段的宽度，一对所述拉伸段设置在试样端槽的前后两侧；所述模具取下拉伸段后，左段能卡入固定平台的缺槽中，右段能卡入加载平台的缺槽中，左段和右段相对设置在加载仓的左右两侧，从而实现试样在围压试验装置上的装夹。

进一步优选，所述气压加载机构包括加压泵、分压器、压力控制器和加压管，所述加载仓的前、后、下侧面上均设置有与薄膜连通的加压管，三根所述加压管通过分压器汇合后连接到加压泵上，每根所述加压管上均设置有压力控制器。

进一步优选，还包括移动加载机构，所述移动平台的右端设置有移动加载机构，所述移动加载机构能带动加载平台在导向机构上左右移动。

进一步优选，所述移动加载机构包括加载电机、减速器、传动机构和丝杆，所述加载电机输出端与减速器的输入端相连，所述减速器的输出端与传动机构的主动端相连，所述传动机构的从动端与丝杆的一端相连且能驱动丝杆转动，所述移动平台的底面设置有带螺纹孔的固定块，所述螺纹孔的螺纹与丝杆螺纹相匹配，所述丝杆的另一端穿过螺纹孔，当丝杆转动时，能带动固定块在丝杆上左右移动，从而带动移动平台沿着导向机构左右移动。

进一步优选，还包括控制机构和手电动切换机构，所述手电动切换机构设置在移动平台的右侧，用于丝杆的手动和电动的切换，所述控制机构与加载电机、图像采集机构电连接，用于控制加载电机、图像采集机构。

进一步优选，所述导向机构包括滑轨和能在滑轨上左右移动的滑块，两根所述滑轨前后间隔设置，每根所述滑轨上均左右分开设置有两个滑块，所述固定平台固定设置在左侧的两个滑块上，所述移动平台固定设置在右侧的两个滑块上，所述滑轨的左端设置有尾座，所述固定平台能通过螺栓固定在尾座上。

还提供了一种土体宏细观拉伸特性围压试验测试方法，基于上述真三轴拉伸试验装置，包括以下步骤：S1：制样，根据试样拉伸段长度选择拼接模具，在拼接好的模具内侧涂抹润滑，根据试验试样所需的压实度、含水率和试样体积计算试样所需土体质量，称取相应质量的土体放入模具中，进行压实；