一种土体抗拉强度试验装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种土体抗拉强度试验装置，该装置包括平台，加载系统和数据传输系统，该装置还包括拉伸系统；所述拉伸系统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别包括拉伸模具侧壁、拉伸模具端壁和延伸壁；所述拉伸模具端壁与拉伸模具侧壁固定形成具有开口的容土空间；所述延伸壁与拉伸模具侧壁纵向连接；所述第一拉伸模具和第二拉伸模具的开口相对放置，且通过延伸壁固定；所述拉伸系统和加载系统连接，且固定在平台上，所述数据传输系统固定在加载系统。本发明利用紧固件将T形不锈钢插块与拉伸系统的延伸壁紧密固定，可防止在试验过程中，土体沿缝隙漏出；本发明采用拉伸模具为梯形结构，能够有效防止土样滑动。
【专利说明】一种土体抗拉强度试验装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种抗拉强度试验装置，特别是涉及一种非饱和/饱和土体抗拉强度 试验装置。
【背景技术】
[0002] 抗拉强度是土体强度特性的重要组成部分，在实际工程分析中具有重要意义。例 如，在将高岭土制作成各式各样陶瓷成品时，拉伸应力在控制原材料的稠度和连续性方面 起着非常重要的作用；在岩土工程中，虽然拉伸应力通常小于几百千帕，但它对土体承载 力、边坡稳定性、路基和挡土墙的破坏有着极大的影响。实际生活中，也有很多关于抗拉强 度的小例子，例如当海砂没有水分时，它的强度非常低，根本无法抵御任何事物的冲击。可 是，当其被水侵湿时，它的强度变得非常大，可以用它建立起沙堡，可以抵抗海水的冲击而 不被破坏。
[0003] 在当今的土力学研究中，关于土体抗拉强度的研究相对较少，相关试验测试仪器 的缺乏是阻碍其研究的重要原因之一。因此，研究新型的土体抗拉强度测试仪器显得尤为 重要和急切。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种非饱和/饱和土体抗拉强度试验装置，既能 记录试验过程中力和位移，又能求解最后试样抗拉强度的试验仪器，它很好地解决以前残 留下来的问题，并能够准确地分析出过程变量。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案；
[0006] -种土体抗拉强度试验装置，该装置包括平台，加载系统和数据传输系统，该装置 还包括拉伸系统；
[0007] 所述拉伸系统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 模具分别包括拉伸模具侧壁、拉伸模具端壁和延伸壁；
[0008] 所述拉伸模具端壁与拉伸模具侧壁固定形成具有开口的容土空间；
[0009] 所述延伸壁与拉伸模具侧壁纵向连接；
[0010] 所述第一拉伸模具和第二拉伸模具的开口相对放置，且通过延伸壁固定；
[0011] 所述拉伸系统和加载系统连接，且固定在平台上，所述数据传输系统固定在加载 系统。
[0012] 优选的，所述第一拉伸模具和第二拉伸模具为梯形。
[0013] 优选的，所述拉伸系统进一步包括通过延伸壁固定在第一拉伸模具和第二拉伸模 具之间的T形不锈钢插块。
[0014] 优选的，该装置进一步包括位于第二拉伸模具下方，固定在所述平台上的导轨。
[0015] 优选的，
[0016] 所述第一拉伸模具的拉伸模具侧壁和拉伸模具端壁上开设有固定孔，利用紧固件 通过该固定孔与所述平台固定。
[0017] 优选的，所述延伸壁上和插块上设有匹配的固定孔，利用紧固件通过该固定孔固 定所述第一拉伸模具、插块和第二拉伸模具。
[0018] 优选的，所述加载系统包括电动机轴、电动机和加载控制单元；
[0019] 所述第二拉伸模具通过电动机轴与电动机连接；
[0020] 所述加载控制单元与电动机电连接。
[0021] 优选的，所述数据传输系统包括设置在第二拉伸模具上的千分表、电动机轴上的 力传感器和位移传感器；
[0022] 所述千分表顶在第二拉伸模具的延伸壁上；
[0023] 所述力传感器设置在拉伸系统和加载系统之间；
[0024] 所述位移传感器设置在该试验装置末端。
[0025] 本发明的有益效果如下：
[0026] 本发明所述技术方案中采用T形的不锈钢插块，利用紧固件将插块与拉伸系统的 延伸壁紧密固定，可防止在试验过程中，土体沿缝隙漏出；本发明采用拉伸模具为梯形结 构，能够有效防止土样滑动，消除试验中由于土体滑动而产生的摩擦力对抗拉强度结果产 生的影响；本发明所述试验装置中采用位移传感器和力传感器，能时刻记录下试验过程中 的位移和受力，便于对试验情况进行实时或后续分析。
【专利附图】
【附图说明】
[0027] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明；
[0028] 图1示出本发明所述一种土体抗拉强度试验装置的剖视图；
[0029] 图2示出本发明所述一种土体抗拉强度试验装置的左视图。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合一组实施例及附图对本发明做进一步描述。
[0031] 本发明公开了一种非饱和/饱和土体抗拉强度试验装置，该装置包括加载系统、 数据传输系统和拉伸系统；
[0032] 加载系统包括电动机轴9、电动机14和加载控制单元；电动机14通过电动机轴9 与拉伸模具相连，电动机14与加载控制单元电连接；根据试验需要调节加载控制单元，向 电动机14发出指令信号，以使电动机14按需要以不同的功率拉伸试样。
[0033] 数据传输系统包括设置在电动机轴上的千分表5、力传感器6和位移传感器8,千 分表5顶在第二拉伸模具的延伸壁上，力传感器6设置在第二拉伸模具和加载系统之间，位 移传感器8设置在该试验装置末端。力传感器6和位移传感器8通过数据线与处理器连接， 可实时对试验进行状态跟踪和数据采集，且根据试验数据对试验土样进行分析。
[0034] 拉伸系统包括第一拉伸模具、第二拉伸模具和两个T形不锈钢材料的插块2 ;第一 拉伸模具和第二拉伸模具分别包括两个拉伸模具侧壁1、一个拉伸模具端壁4和两个延伸 壁16 ;两个拉伸模具侧壁1的一端分别与拉伸模具端壁4的两端固接，形成具有开口的梯 形容土空间，两个延伸壁16分别与两个拉伸模具侧壁1的另一端纵向固接；第一拉伸模具 和第二拉伸模具的延伸壁16上和T形插块2上设有相匹配的通孔，第一拉伸模具和第二拉 伸模具的开口相对放置，两个T形不锈钢插2块设置在第一拉伸模具和第二拉伸模具之间， 利用固定螺栓3通过第一拉伸模具和第二拉伸模具的延伸壁16上和Τ形不锈钢插块2上 的通孔，将第一拉伸模具、Τ形不锈钢插块2和第二拉伸模具固接。
[0035] 该试验装置进一步包括平台和导轨13,拉伸系统的第一拉伸模具的拉伸模具侧壁 1和拉伸模具端壁4上开设有固定孔，利用紧固件通过该固定孔将拉伸模具侧壁1、拉伸模 具端壁4与所述平台固定，导轨位于第二拉伸模具下方，且固定在平台上，第二拉伸模具可 通过导轨移动。
[0036] 如图1所示，本实施例中拉伸系统包括四个拉伸模具侧壁1、两个Τ形不锈钢插块 2、两个拉伸模具端臂4、八个插块固定螺栓3、两个侧壁固定螺栓11、两个端壁固定螺栓12 和导轨13。图中左边两个个拉伸模具侧壁1和一个拉伸模具端壁4组成了固定的第一拉伸 模具，其通过两个侧壁固定螺栓11和两个个端壁固定螺栓12固定在平台上。图中右边两 个拉伸模具侧壁1、一个拉伸模具端壁4和导轨13组成了可移动第二拉伸模具。固定的第 一拉伸模具和可移动的第二拉伸模具通过两个不锈钢插块2和八个插块螺栓3进行固定连 接。加载系统由电动机轴9、电动机14、加载控制单元15构成。电动机14通过电动机轴9 与第二拉伸模具相连，电动机14与加载控制单元15电相连，通过调节加载控制单元15,可 为电动机14传输指令信号，以使电动机14以不同的功率拉伸试样。数据传输系统包括千 分表5、力传感器6、位移传感器8和数据传输线10,千分表5顶在第二拉伸模具的延伸壁 上，力传感器6通过电动机轴9与第二拉伸模具端壁4和电动机14相连，位移传感器8放 置在加载系统7的后面。
[0037] 该土体抗拉强度试验装置工作过程：检测各部件是否正常。如无异常，将称好的土 样分层填入拉伸系统中压实，分层数一般在4?5层左右，得到所需含水率和干密度的待试 验土样。将承装好试样的拉伸系统放在试验平台上，用两个侧壁固定螺栓11和两个端壁固 定螺栓12将第一拉伸模具固定在平台上，第二拉伸模具放在导轨13上，随后将其通过电动 机轴9与电动机14相连，最后拧掉插块固定螺栓3,拔除不锈钢插块2,开始准备试验；将 加载控制单元15调到所期望的电动机功率，开启电动机14,同时开启力传感器6和位移传 感器8,在试验过程中同步传输回位移和力的读数到计算机上，当试样被拉断，同时千分表 有明显回弹时，表明试验已经结束。关掉电动机14,撤下拉伸系统，称取土样的重量，记录数 据，对其进行计算分析，根据试验结果绘制出曲线坐标图，将数据汇总。
[0038] 综上所述，本发明采用Τ形的不锈钢插块，利用紧固件将插块与拉伸系统的延伸 壁紧密固定，可有效防止在试验过程中，土体沿缝隙漏出；本发明采用拉伸模具为梯形结 构，能够有效防止土样滑动，消除试验中由于土体滑动而产生的摩擦力对抗拉强度结果产 生的影响；本发明所述试验装置中采用位移传感器和力传感器，能时刻记录下试验过程中 的位移和受力，便于对试验情况进行实时或后续分析。
[0039] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对 本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可 以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发 明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
【权利要求】
1. 一种土体抗拉强度试验装置，该装置包括平台，加载系统和数据传输系统，其特征在 于，该装置还包括拉伸系统； 所述拉伸系统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 分别包括拉伸模具侧壁、拉伸模具端壁和延伸壁； 所述拉伸模具端壁与拉伸模具侧壁固定形成具有开口的容土空间； 所述延伸壁与拉伸模具侧壁纵向连接； 所述第一拉伸模具和第二拉伸模具的开口相对放置，且通过延伸壁固定； 所述拉伸系统和加载系统连接，且固定在平台上，所述数据传输系统固定在加载系统 上。
2. 根据权利要求1所述的一种土体抗拉强度试验装置，其特征在于，所述第一拉伸模 具和第二拉伸模具为梯形。
3. 根据权利要求1所述的一种土体抗拉强度试验装置，其特征在于，所述拉伸系统进 一步包括通过延伸壁固定在第一拉伸模具和第二拉伸模具之间的T形不锈钢插块。
4. 根据权利要求1所述的一种土体抗拉强度试验装置，其特征在于，该装置进一步包 括位于第二拉伸模具下方，固定在所述平台上的导轨。
5. 根据权利要求1所述的一种土体抗拉强度试验装置，其特征在于，所述第一拉伸模 具的拉伸模具侧壁和拉伸模具端壁上开设有固定孔，利用紧固件通过该固定孔与所述平台 固定。
6. 根据权利要求1所述的一种土体抗拉强度试验装置，其特征在于，所述延伸壁上和 插块上设有匹配的固定孔，利用紧固件通过该固定孔固定所述第一拉伸模具、插块和第二 拉伸模具。
7. 根据权利要求1所述的一种土体抗拉强度试验装置，其特征在于，所述加载系统包 括电动机轴、电动机和加载控制单元； 所述第二拉伸模具通过电动机轴与电动机连接； 所述加载控制单元与电动机电连接。
8. 根据权利要求1所述的一种土体抗拉强度试验装置，其特征在于，所述数据传输系 统包括设置在第二拉伸模具上的千分表、电动机轴上的力传感器和位移传感器； 所述千分表顶在第二拉伸模具的延伸壁上； 所述力传感器设置在拉伸系统和加载系统之间；所述位移传感器设置在该试验装置末 端。
【文档编号】G01N3/02GK104062173SQ201410286375
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】蔡国庆, 车睿杰, 赵成刚, 孔小昂 申请人:北京交通大学