一種土體抗拉強度試驗裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種土體抗拉強度試驗裝置，該裝置包括平臺，加載系統和數據傳輸系統，該裝置還包括拉伸系統；所述拉伸系統包括第一拉伸模具和第二拉伸模具，所述第一拉伸模具和第二拉伸模具分別包括拉伸模具側壁、拉伸模具端壁和延伸壁；所述拉伸模具端壁與拉伸模具側壁固定形成具有開口的容土空間；所述延伸壁與拉伸模具側壁縱向連接；所述第一拉伸模具和第二拉伸模具的開口相對放置，且通過延伸壁固定；所述拉伸系統和加載系統連接，且固定在平臺上，所述數據傳輸系統固定在加載系統。本發明利用緊固件將T形不銹鋼插塊與拉伸系統的延伸壁緊密固定，可防止在試驗過程中，土體沿縫隙漏出；本發明采用拉伸模具為梯形結構，能夠有效防止土樣滑動。
【專利說明】一種土體抗拉強度試驗裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種抗拉強度試驗裝置，特別是涉及一種非飽和/飽和土體抗拉強度 試驗裝置。
【背景技術】
[0002] 抗拉強度是土體強度特性的重要組成部分，在實際工程分析中具有重要意義。例 如，在將高嶺土制作成各式各樣陶瓷成品時，拉伸應力在控制原材料的稠度和連續性方面 起著非常重要的作用；在巖土工程中，雖然拉伸應力通常小于幾百千帕，但它對土體承載 力、邊坡穩定性、路基和擋土墻的破壞有著極大的影響。實際生活中，也有很多關于抗拉強 度的小例子，例如當海砂沒有水分時，它的強度非常低，根本無法抵御任何事物的沖擊。可 是，當其被水侵濕時，它的強度變得非常大，可以用它建立起沙堡，可以抵抗海水的沖擊而 不被破壞。
[0003] 在當今的土力學研究中，關于土體抗拉強度的研究相對較少，相關試驗測試儀器 的缺乏是阻礙其研究的重要原因之一。因此，研究新型的土體抗拉強度測試儀器顯得尤為 重要和急切。
【發明內容】
[0004] 本發明要解決的技術問題是提供一種非飽和/飽和土體抗拉強度試驗裝置，既能 記錄試驗過程中力和位移，又能求解最后試樣抗拉強度的試驗儀器，它很好地解決以前殘 留下來的問題，并能夠準確地分析出過程變量。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明采用下述技術方案；
[0006] -種土體抗拉強度試驗裝置，該裝置包括平臺，加載系統和數據傳輸系統，該裝置 還包括拉伸系統；
[0007] 所述拉伸系統包括第一拉伸模具和第二拉伸模具，所述第一拉伸模具和第二拉伸 模具分別包括拉伸模具側壁、拉伸模具端壁和延伸壁；
[0008] 所述拉伸模具端壁與拉伸模具側壁固定形成具有開口的容土空間；
[0009] 所述延伸壁與拉伸模具側壁縱向連接；
[0010] 所述第一拉伸模具和第二拉伸模具的開口相對放置，且通過延伸壁固定；
[0011] 所述拉伸系統和加載系統連接，且固定在平臺上，所述數據傳輸系統固定在加載 系統。
[0012] 優選的，所述第一拉伸模具和第二拉伸模具為梯形。
[0013] 優選的，所述拉伸系統進一步包括通過延伸壁固定在第一拉伸模具和第二拉伸模 具之間的T形不銹鋼插塊。
[0014] 優選的，該裝置進一步包括位于第二拉伸模具下方，固定在所述平臺上的導軌。
[0015] 優選的，
[0016] 所述第一拉伸模具的拉伸模具側壁和拉伸模具端壁上開設有固定孔，利用緊固件 通過該固定孔與所述平臺固定。
[0017] 優選的，所述延伸壁上和插塊上設有匹配的固定孔，利用緊固件通過該固定孔固 定所述第一拉伸模具、插塊和第二拉伸模具。
[0018] 優選的，所述加載系統包括電動機軸、電動機和加載控制單元；
[0019] 所述第二拉伸模具通過電動機軸與電動機連接；
[0020] 所述加載控制單元與電動機電連接。
[0021] 優選的，所述數據傳輸系統包括設置在第二拉伸模具上的千分表、電動機軸上的 力傳感器和位移傳感器；
[0022] 所述千分表頂在第二拉伸模具的延伸壁上；
[0023] 所述力傳感器設置在拉伸系統和加載系統之間；
[0024] 所述位移傳感器設置在該試驗裝置末端。
[0025] 本發明的有益效果如下：
[0026] 本發明所述技術方案中采用T形的不銹鋼插塊，利用緊固件將插塊與拉伸系統的 延伸壁緊密固定，可防止在試驗過程中，土體沿縫隙漏出；本發明采用拉伸模具為梯形結 構，能夠有效防止土樣滑動，消除試驗中由于土體滑動而產生的摩擦力對抗拉強度結果產 生的影響；本發明所述試驗裝置中采用位移傳感器和力傳感器，能時刻記錄下試驗過程中 的位移和受力，便于對試驗情況進行實時或后續分析。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027] 下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明；
[0028] 圖1示出本發明所述一種土體抗拉強度試驗裝置的剖視圖；
[0029] 圖2示出本發明所述一種土體抗拉強度試驗裝置的左視圖。
【具體實施方式】
[0030] 下面結合一組實施例及附圖對本發明做進一步描述。
[0031] 本發明公開了一種非飽和/飽和土體抗拉強度試驗裝置，該裝置包括加載系統、 數據傳輸系統和拉伸系統；
[0032] 加載系統包括電動機軸9、電動機14和加載控制單元；電動機14通過電動機軸9 與拉伸模具相連，電動機14與加載控制單元電連接；根據試驗需要調節加載控制單元，向 電動機14發出指令信號，以使電動機14按需要以不同的功率拉伸試樣。
[0033] 數據傳輸系統包括設置在電動機軸上的千分表5、力傳感器6和位移傳感器8,千 分表5頂在第二拉伸模具的延伸壁上，力傳感器6設置在第二拉伸模具和加載系統之間，位 移傳感器8設置在該試驗裝置末端。力傳感器6和位移傳感器8通過數據線與處理器連接， 可實時對試驗進行狀態跟蹤和數據采集，且根據試驗數據對試驗土樣進行分析。
[0034] 拉伸系統包括第一拉伸模具、第二拉伸模具和兩個T形不銹鋼材料的插塊2 ;第一 拉伸模具和第二拉伸模具分別包括兩個拉伸模具側壁1、一個拉伸模具端壁4和兩個延伸 壁16 ;兩個拉伸模具側壁1的一端分別與拉伸模具端壁4的兩端固接，形成具有開口的梯 形容土空間，兩個延伸壁16分別與兩個拉伸模具側壁1的另一端縱向固接；第一拉伸模具 和第二拉伸模具的延伸壁16上和T形插塊2上設有相匹配的通孔，第一拉伸模具和第二拉 伸模具的開口相對放置，兩個T形不銹鋼插2塊設置在第一拉伸模具和第二拉伸模具之間， 利用固定螺栓3通過第一拉伸模具和第二拉伸模具的延伸壁16上和Τ形不銹鋼插塊2上 的通孔，將第一拉伸模具、Τ形不銹鋼插塊2和第二拉伸模具固接。
[0035] 該試驗裝置進一步包括平臺和導軌13,拉伸系統的第一拉伸模具的拉伸模具側壁 1和拉伸模具端壁4上開設有固定孔，利用緊固件通過該固定孔將拉伸模具側壁1、拉伸模 具端壁4與所述平臺固定，導軌位于第二拉伸模具下方，且固定在平臺上，第二拉伸模具可 通過導軌移動。
[0036] 如圖1所示，本實施例中拉伸系統包括四個拉伸模具側壁1、兩個Τ形不銹鋼插塊 2、兩個拉伸模具端臂4、八個插塊固定螺栓3、兩個側壁固定螺栓11、兩個端壁固定螺栓12 和導軌13。圖中左邊兩個個拉伸模具側壁1和一個拉伸模具端壁4組成了固定的第一拉伸 模具，其通過兩個側壁固定螺栓11和兩個個端壁固定螺栓12固定在平臺上。圖中右邊兩 個拉伸模具側壁1、一個拉伸模具端壁4和導軌13組成了可移動第二拉伸模具。固定的第 一拉伸模具和可移動的第二拉伸模具通過兩個不銹鋼插塊2和八個插塊螺栓3進行固定連 接。加載系統由電動機軸9、電動機14、加載控制單元15構成。電動機14通過電動機軸9 與第二拉伸模具相連，電動機14與加載控制單元15電相連，通過調節加載控制單元15,可 為電動機14傳輸指令信號，以使電動機14以不同的功率拉伸試樣。數據傳輸系統包括千 分表5、力傳感器6、位移傳感器8和數據傳輸線10,千分表5頂在第二拉伸模具的延伸壁 上，力傳感器6通過電動機軸9與第二拉伸模具端壁4和電動機14相連，位移傳感器8放 置在加載系統7的后面。
[0037] 該土體抗拉強度試驗裝置工作過程：檢測各部件是否正常。如無異常，將稱好的土 樣分層填入拉伸系統中壓實，分層數一般在4?5層左右，得到所需含水率和干密度的待試 驗土樣。將承裝好試樣的拉伸系統放在試驗平臺上，用兩個側壁固定螺栓11和兩個端壁固 定螺栓12將第一拉伸模具固定在平臺上，第二拉伸模具放在導軌13上，隨后將其通過電動 機軸9與電動機14相連，最后擰掉插塊固定螺栓3,拔除不銹鋼插塊2,開始準備試驗；將 加載控制單元15調到所期望的電動機功率，開啟電動機14,同時開啟力傳感器6和位移傳 感器8,在試驗過程中同步傳輸回位移和力的讀數到計算機上，當試樣被拉斷，同時千分表 有明顯回彈時，表明試驗已經結束。關掉電動機14,撤下拉伸系統，稱取土樣的重量，記錄數 據，對其進行計算分析，根據試驗結果繪制出曲線坐標圖，將數據匯總。
[0038] 綜上所述，本發明采用Τ形的不銹鋼插塊，利用緊固件將插塊與拉伸系統的延伸 壁緊密固定，可有效防止在試驗過程中，土體沿縫隙漏出；本發明采用拉伸模具為梯形結 構，能夠有效防止土樣滑動，消除試驗中由于土體滑動而產生的摩擦力對抗拉強度結果產 生的影響；本發明所述試驗裝置中采用位移傳感器和力傳感器，能時刻記錄下試驗過程中 的位移和受力，便于對試驗情況進行實時或后續分析。
[0039] 顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對 本發明的實施方式的限定，對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可 以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本發 明的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之列。
【權利要求】
1. 一種土體抗拉強度試驗裝置，該裝置包括平臺，加載系統和數據傳輸系統，其特征在 于，該裝置還包括拉伸系統； 所述拉伸系統包括第一拉伸模具和第二拉伸模具，所述第一拉伸模具和第二拉伸模具 分別包括拉伸模具側壁、拉伸模具端壁和延伸壁； 所述拉伸模具端壁與拉伸模具側壁固定形成具有開口的容土空間； 所述延伸壁與拉伸模具側壁縱向連接； 所述第一拉伸模具和第二拉伸模具的開口相對放置，且通過延伸壁固定； 所述拉伸系統和加載系統連接，且固定在平臺上，所述數據傳輸系統固定在加載系統 上。
2. 根據權利要求1所述的一種土體抗拉強度試驗裝置，其特征在于，所述第一拉伸模 具和第二拉伸模具為梯形。
3. 根據權利要求1所述的一種土體抗拉強度試驗裝置，其特征在于，所述拉伸系統進 一步包括通過延伸壁固定在第一拉伸模具和第二拉伸模具之間的T形不銹鋼插塊。
4. 根據權利要求1所述的一種土體抗拉強度試驗裝置，其特征在于，該裝置進一步包 括位于第二拉伸模具下方，固定在所述平臺上的導軌。
5. 根據權利要求1所述的一種土體抗拉強度試驗裝置，其特征在于，所述第一拉伸模 具的拉伸模具側壁和拉伸模具端壁上開設有固定孔，利用緊固件通過該固定孔與所述平臺 固定。
6. 根據權利要求1所述的一種土體抗拉強度試驗裝置，其特征在于，所述延伸壁上和 插塊上設有匹配的固定孔，利用緊固件通過該固定孔固定所述第一拉伸模具、插塊和第二 拉伸模具。
7. 根據權利要求1所述的一種土體抗拉強度試驗裝置，其特征在于，所述加載系統包 括電動機軸、電動機和加載控制單元； 所述第二拉伸模具通過電動機軸與電動機連接； 所述加載控制單元與電動機電連接。
8. 根據權利要求1所述的一種土體抗拉強度試驗裝置，其特征在于，所述數據傳輸系 統包括設置在第二拉伸模具上的千分表、電動機軸上的力傳感器和位移傳感器； 所述千分表頂在第二拉伸模具的延伸壁上； 所述力傳感器設置在拉伸系統和加載系統之間；所述位移傳感器設置在該試驗裝置末 端。
【文檔編號】G01N3/02GK104062173SQ201410286375
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月24日 優先權日:2014年6月24日
【發明者】蔡國慶, 車睿杰, 趙成剛, 孔小昂 申請人:北京交通大學