土梁彎曲試驗裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種土梁彎曲試驗裝置，包括四根鋼桿、第一鋼板、第二鋼板、第三鋼板、伺服控制器、電機、行星減速機、滾珠絲桿升降機、力傳感器、第一位移傳感器、第二位移傳感器、第三位移傳感器、第四位移傳感器、靜態數據采集儀、第一支座、第二支座、有機玻璃板，高清相機。本發明可進行三點彎梁試驗和四點彎梁試驗；采用位移控制式加載，速率穩定、可控、選擇空間大，可捕捉到土梁的軟化特性；數據采集系統采用力傳感器和位移傳感器，數據測量精度高，通過靜態數據采集儀采集數據，可完整記錄土梁開裂過程；采用高清相機記錄土梁裂紋擴展過程，精確觀測應變局部化現象，獲得開裂應變。
【專利說明】土梁彎曲試驗裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬于力學特性測試【技術領域】，特別涉及一種土梁彎曲試驗裝置。
【背景技術】
[0002]張拉裂縫廣泛存在于粘性土層中，如粘土屏障和土石壩粘土心墻中的變形裂縫，黃土地區的張拉型地裂縫，土坡和基坑坡頂的拉伸裂縫等。裂縫的存在顯著降低粘土層的防滲性能和強度特性。因此，從試驗角度去研究粘性土層的張拉開裂特性十分必要。
[0003]但是，目前國內外研制的土體拉伸特性測試設備存在以下問題:單元體試驗設備比較多，模型試驗設備很少；傳統的試驗裝置一般采用應力控制式加載，不能捕捉到土體的軟化特性；試驗數據的采集方法簡單，精度較差；功能單一。
[0004]因此，為了滿足開展壓實粘土斷裂機理研究的要求，需要研制一套綜合型、集成化的土梁彎曲試驗儀系統。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種土梁彎曲試驗裝置。
[0006]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:一種土梁彎曲試驗裝置包括:四根鋼桿、第一鋼板、第二鋼板、第三鋼板、伺服控制器、電機、行星減速機、滾珠絲桿升降機、力傳感器、第一位移傳感器、第二位移傳感器、第三位移傳感器、第四位移傳感器、靜態數據采集儀、第一支座、第二支座、有機玻璃板，高清相機；其中，四根鋼桿的底端均與第三鋼板錨固，四根鋼桿的上部均與第一鋼板錨固，第二鋼板位于第一鋼板和第三鋼板之間，第二鋼板通過四個直線滑塊與四根鋼桿相連；第一支座和第二支座固定在第二鋼板上；伺服控制器、電機、行星減速機、靜態數據采集儀置于第三鋼板上，伺服控制器與電機相連，電機與行星減速機相連，行星減速機上部與滾珠絲桿升降機相連，滾珠絲桿升降機上部與力傳感器的底部相接，力傳感器的上部與第二鋼板的底部正中間位置相接；靜態數據采集儀與力傳感器、第一位移傳感器、第二位移傳感器、第三位移傳感器、第四位移傳感器相連；第一位移傳感器、第二位移傳感器、第三位移傳感器、第四位移傳感器依次穿過第一鋼板；第一位移傳感器位于第一支座的正上方，第四位移傳感器位于第二支座的正上方；第二位移傳感器和第三位移傳感器對稱布置于第一鋼板中間位置的左右；有機玻璃板頂部固定于第一鋼板底面；高清相機放置于有機玻璃板的正前方；此外，土梁彎曲試驗裝置還包括一固定于第一鋼板下表面正中間位置的第三支座或還包括兩個對稱固定于第一鋼板下表面正中間位置的左右的第四支座。
[0007]進一步地，土梁彎曲試驗裝置還包括第一墊片、第二墊片和第三墊片，所述第一墊片置于第二鋼板和力傳感器之間，所述第二墊片和第三墊片置于力傳感器和滾珠絲桿升降機之間。
[0008]本發明的有益效果是:
1.加載方式技術先進，采用位移控制式加載，且速率穩定、可控、選擇空間大，可捕捉到土梁的軟化特性；
2.數據采集系統采用力傳感器和位移傳感器，數據測量精度高，通過靜態數據采集儀采集數據，可完整記錄土梁開裂過程；
3.采用高清相機記錄土梁裂紋擴展過程，精確觀測應變局部化現象，獲得開裂應變；
4.可進行三點彎梁試驗和四點彎梁試驗，一機多用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為本發明三點彎梁試驗的裝置示意圖，其中(a)為主視圖，(b)為側視圖；
圖2為本發明四點彎梁試驗的裝置示意圖，其中(a)為主視圖，(b)為側視圖；
圖中，土樣1、鋼桿2、第一鋼板3、第二鋼板4、第三鋼板5、伺服控制器6、電機7、行星減速機8、滾珠絲桿升降機9、力傳感器10、第一位移傳感器11、第二位移傳感器12、第三位移傳感器13、第四位移傳感器14、靜態數據米集儀15、第一支座16、第二支座17、第三支座18、第四支座19、第一墊片20、第二墊片21、第三墊片22、聚乙烯薄板23、直線滑塊24、有機玻璃板25，高清相機26。
【具體實施方式】
[0010]結合附圖和實例對本發明作進一步詳細說明。
[0011]如圖1-2所示，本發明一種土梁彎曲試驗裝置，包括:四根鋼桿2、三塊鋼板3-5、伺服控制器6、電機7、行星減速機8、滾珠絲桿升降機9、力傳感器10、四個位移傳感器11-14、靜態數據采集儀15、第一支座16、第二支座17、三個墊片20-22、有機玻璃板25、高清相機26 ；
其中，四根鋼桿2的底端均與第三鋼板5錨固，四根鋼桿2的上部均與第一鋼板3錨固，第二鋼板4位于第一鋼板3和第三鋼板5之間，第二鋼板4通過四個直線滑塊24與四根鋼桿2相連；第一支座16和第二支座17固定在第二鋼板4上；伺服控制器6、電機7、行星減速機8、靜態數據采集儀15置于第三鋼板5上，伺服控制器6與電機7相連，電機7與行星減速機8相連，行星減速機8上部與滾珠絲桿升降機9相連，滾珠絲桿升降機9上部通過第三墊片22和第二墊片21與力傳感器10的底部相接，力傳感器10的上部通過第一墊片20與第二鋼板4的底部正中間位置相接；靜態數據采集儀15與力傳感器10和四個位移傳感器11-14相連；四個位移傳感器11-14依次穿過第一鋼板3 ;第一位移傳感器11位于第一支座16的正上方,第四位移傳感器14位于第二支座17的正上方；第二位移傳感器12和第三位移傳感器13對稱布置于第一鋼板3中間位置的左右各50mm處；有機玻璃板25頂部固定于第一鋼板3底面；高清相機26放置于有機玻璃板的正前方。
[0012]如圖1所示，本發明還包括一固定于第一鋼板3下表面正中間位置的第三支座18。
[0013]如圖2所示，本發明還包括兩個固定于第一鋼板3下表面正中間位置的左右各10mm的第四支座19。
[0014]本發明的工作過程如下:
將土樣I放置于第一支座16和第二支座17上,在土樣I上第三支座18或兩個第四支座19對應位置處放置聚乙烯薄板23，伺服控制器6設定速率，通過電機7、行星減速機8和滾珠絲桿升降機9帶動第二鋼板4向上運動，直至土樣I上的聚乙烯薄板23與第三支座18或兩個第四支座19相接觸，即可進行試驗，試驗過程中，靜態數據采集儀15通過力傳感器10和四個位移傳感器11-14實時采集并保存所測量的數據；高清相機26透過有機玻璃板25記錄土梁彎曲變形過程。
【權利要求】
1.一種土梁彎曲試驗裝置包括:四根鋼桿(2)、第一鋼板(3)、第二鋼板(4)、第三鋼板(5)、伺服控制器(6)、電機(7)、行星減速機(8)、滾珠絲桿升降機(9)、力傳感器(10)、第一位移傳感器(11)、第二位移傳感器(12)、第三位移傳感器(13)、第四位移傳感器(14)、靜態數據采集儀(15)、第一支座(16 )、第二支座(17 )、有機玻璃板(25 )，高清相機(26 );其中，四根鋼桿(2)的底端均與第三鋼板(5)錨固，四根鋼桿(2)的上部均與第一鋼板(3)錨固，第二鋼板(4)位于第一鋼板(3)和第三鋼板(5)之間，第二鋼板(4)通過四個直線滑塊(24)與四根鋼桿(2)相連；第一支座(16)和第二支座(17)固定在第二鋼板(4)上；伺服控制器(6)、電機(7)、行星減速機(8)、靜態數據采集儀(15)置于第三鋼板(5)上，伺服控制器(6)與電機(7)相連，電機(7)與行星減速機(8)相連，行星減速機(8)上部與滾珠絲桿升降機(9)相連，滾珠絲桿升降機(9)上部與力傳感器(10)的底部相接，力傳感器(10)的上部與第二鋼板(4)的底部正中間位置相接；靜態數據采集儀(15)與力傳感器(10)、第一位移傳感器(11)、第二位移傳感器(12)、第三位移傳感器(13)、第四位移傳感器(14)相連；第一位移傳感器(11)、第二位移傳感器(12)、第三位移傳感器(13)、第四位移傳感器(14)依次穿過第一鋼板(3);第一位移傳感器(11)位于第一支座(16)的正上方,第四位移傳感器(14)位于第二支座(17)的正上方；第二位移傳感器(12)和第三位移傳感器(13)對稱布置于第一鋼板(3)中間位置的左右；有機玻璃板(25)頂部固定于第一鋼板(3)底面；高清相機(26)放置于有機玻璃板的正前方；此外，土梁彎曲試驗裝置還包括一固定于第一鋼板(3)下表面正中間位置的第三支座(18)或還包括兩個對稱固定于第一鋼板(3)下表面正中間位置的左右的第四支座(19)。
2.根據權利要求1所述土梁彎曲試驗裝置，其特征在于，還包括第一墊片(20)、第二墊片(21)和第三墊片(22)，所述第一墊片(20)置于第二鋼板(4)和力傳感器(10)之間，所述第二墊片(21)和第三墊片(22)置于力傳感器(10)和滾珠絲桿升降機(9)之間。
【文檔編號】G01N3/20GK104034602SQ201410223712
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月23日 優先權日:2014年5月23日
【發明者】凌道盛, 蔡武軍, 徐澤龍, 卜令方, 石吉森 申請人:浙江大學