一種混合邊界加載方式的級配碎石真三軸儀的制作方法
【技術領域】
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[0001]本實用新型屬于道路工程技術領域，具體涉及一種混合邊界加載方式的級配碎石真三軸儀。
【背景技術】
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[0002]道路工程中，級配碎石處于復雜的三維應力場中，一般處于壓剪應力狀態。在壓剪應力的作用下，級配碎石結構的破壞往往是離散材料結構的屈服應力達到上限，引起材料發生塑性流動變形而造成的。常規三軸壓力試驗研究了圍壓對級配碎石變形和破壞的影響，而未考慮中主應力對級配碎石彈塑性特性的影響。在不等壓三軸應力狀態下中間主應力對級配碎石變形強度特性的影響，是近年來以來道路工程領域探索的前沿課題之一。
【實用新型內容】:
[0003]本實用新型的目的針對現有技術的不足，提供了一種混合邊界加載方式的級配碎石真三軸儀。
[0004]為達到上述目的，本實用新型采用如下的技術方案予以實現:
[0005]—種混合邊界加載方式的級配碎石真三軸儀，包括壓力室組件和加載系統；其中，
[0006]壓力室組件包括壓力室底座，設置在壓力室底座頂部四周的四個剛性加載板，以及分別設置在四個剛性加載板外側的四個剛性加載端，壓力室底座和四個剛性加載板形成一個立方腔體，立方體試樣位于該立方腔體內，四個剛性加載板和立方體試樣的頂部自下而上設置有頂部剛性加載板和壓力室蓋板，該壓力室蓋板的中心處開設有槽孔，槽孔內的頂部剛性加載板外側設置有頂部剛性加載端；
[0007]加載系統包括平行設置的加載系統底板和加載系統頂板，設置在加載系統底板和加載系統頂板之間的四個伺服加載系統，以及設置在加載系統頂板頂部的軸向伺服加載系統；試驗時，壓力室組件設置在加載系統底板和加載系統頂板之間，四個伺服加載系統和軸向伺服加載系統分別用于對四個剛性加載端和頂部剛性加載端施力。
[0008]本實用新型進一步的改進在于，壓力室蓋板中心處開設的槽孔為方形槽孔。
[0009]本實用新型進一步的改進在于，每個剛性加載板與立方體試樣周向之間還設置有一個復合式加載板。
[0010]本實用新型進一步的改進在于，每個復合式加載板包括彈性格柵以及用于填充該彈性格柵空隙處的剛性塊。
[0011]本實用新型進一步的改進在于，加載系統還包括設置在壓力室底座與加載系統底板之間的鋼墊片。
[0012]本實用新型進一步的改進在于，加載系統還包括設置在壓力室底座與加載系統底板之間的升降式滑動導軌。
[0013]本實用新型進一步的改進在于，每個伺服加載系統和軸向伺服加載系統均包括液壓油缸以及用于控制液壓油缸伸縮的控制器。
[0014]本實用新型進一步的改進在于，壓力室底座頂部和壓力室蓋板底部均開始有方形槽，頂部剛性加載板設置在壓力室蓋板的方形槽內，且四個剛性加載板的兩端分別設置在壓力室底座的方形槽四周和壓力室蓋板的方形槽四周上。
[0015]與現有技術相比，本實用新型具有以下有益技術效果:
[0016]本實用新型提供的混合邊界加載方式的級配碎石真三軸儀，具有構造簡單、使用試件尺寸大，能夠完成三向荷載施加，施加荷載強度高的優點。
[0017]其中，本實用新型使用五套液壓伺服系統施加混合式邊界加載，級配碎石試樣可實現三向等壓加載和三向不等壓加載，并且可以實現不同荷載方式加載。當軸向荷載最大時，級配碎石試樣在豎直方向發生壓縮變形，試樣水平方向的混合式加載板也隨著壓縮變形；當水平方向荷載最大時，由于剛性加載板和底座都經過特殊處理同理，可自由滑動，試樣可在水平方向發生壓縮變形，另外兩個方向隨之發生膨脹。各剛性加載板之間預留有一定的間距，也可有效地避免剛性加載板之間的相互干擾。
【附圖說明】
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[0018]圖1為級配碎石真三軸儀壓力室組件的橫截面結構示意圖。
[0019]圖2為級配碎石真三軸儀壓力室組件的縱剖面結構示意圖。
[0020]圖3為級配碎石真三軸儀壓力室組件的立體示意圖。
[0021]圖4為級配碎石真三軸儀的立體示意圖。
[0022]圖5為復合式加載板的結構示意圖。
[0023]圖中:1為第一剛性加載端，4為第二剛性加載端，7為第三剛性加載端，10為第四剛性加載端，2為第一剛性加載板，5為第二剛性加載板，8為第三剛性加載板，11為第四剛性加載板，3為第一復合式加載板，6為第二復合式加載板，9為第三復合式加載板，12為第四復合式加載板；13為壓力室底座，14為立方體試樣；15為彈性格柵，16為剛性塊，17為壓力室蓋板，18為頂部剛性加載板，19為頂部剛性加載端；
[0024]20為軸向伺服加載系統，21為第一伺服加載系統，22為第二伺服加載系統，23為第三伺服加載系統，24為第四伺服加載系統；25為壓力室組件，26為升降式滑動導軌，27為鋼墊片，28為加載系統頂板，29為加載系統底板。
【具體實施方式】
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[0025]以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0026]如圖1至圖4所示，本實用新型一種混合邊界加載方式的級配碎石真三軸儀，包括壓力室組件25和加載系統；其中，壓力室組件25包括壓力室底座13，設置在壓力室底座13頂部四周的四個剛性加載板，以及分別設置在四個剛性加載板外側的四個剛性加載端，壓力室底座13和四個剛性加載板形成一個立方腔體，立方體試樣14位于該立方腔體內，四個剛性加載板和立方體試樣14的頂部自下而上設置有頂部剛性加載板18和壓力室蓋板17，該壓力室蓋板17的中心處開設有方形槽孔，方形槽孔內的頂部剛性加載板18外側設置有頂部剛性加載端19。此外，壓力室底座13為剛性支撐板，表面經過處理，使與四個復合式加載板之間摩擦系數很小。
[0027]加載系統包括平行設置的加載系統底板29和加載系統頂板28，設置在加載系統底板29和加載系統頂板28之間的四個伺服加載系統，以及設置在加載系統頂板28頂部的軸向伺服加載系統20 ;試驗時，壓力室組件25設置在加載系統底板29和加載系統頂板28之間，四個伺服加載系統和軸向伺服加載系統20分別用于對四個剛性加載端和頂部剛性加載端19施力。具體是，通過四個剛性加載端對四個剛性加載板進行施加荷載，進而對立方體試樣14的四個側面施加荷載，通過頂部剛性加載端19施加荷載傳至頂部剛性加載板18，再作用在立方體試樣14的頂面。壓力室底座13和壓力室蓋板17共同實現壓力盒的約束限制，形成六面包圍的立方體試樣14。
[0028]進一步的，每個剛性加載板與立方體試樣14周向之間還設置有一個復合式加載板。具體來說，四個剛性加載板分別為第一至第四剛性加載板2、5、8及10，四個剛性加載板外側對應的四個剛性加載端分別為第一至第四剛性加載端1、4、7及10，第一至第四剛性加載板2、5、8及10與立方體試樣14周向之間設置的復合式加載板分別為第一至第四復合式加載板3、6、9及12。第一至第四剛性加載端1、4、7及10對應的四個伺服加載系統分別為第一至第四伺服加載系統21、22、23及24。且有，每個伺服加載系統和軸向伺服加載系統20均包括液壓油缸以及用于控制液壓油缸伸縮的控制器。其中，第一伺服加載系統21和第三伺服加載系統23為對向加載系統，施加水平向荷載；第二伺服加載系統22和第四伺服加載系