应变控制式无侧限抗压强度试验装置的制作方法

本实用新型涉及土工试验装置，具体地指一种应变控制式无侧限抗压强度试验装置。

背景技术：

无侧限抗压强度是指固化土试样在无侧向压力条件下，抵抗轴向应力的极限强度，是固化土最基本的力学性能指标，它是评价水泥或其他胶结材料对土体固化效果的重要指标之一，现有的无侧限抗压强度试验仪存在几个缺陷：①需要试验人员同时观测并记录轴向位移百分表和轴向测力百分表读数，然后以轴向应变为横坐标，轴向应力为纵坐标绘制应力-应变曲线。纵坐标最大值即代表固化土试样的破坏应变，即其无侧限抗压强度。这种人工观测和记录数据的方法增大了试验人员的工作强度，且不能保证试验精度；②通过两根立柱上的螺纹调节顶承台高度的过程中，只能近似认为承台处于水平状态，不能保证其绝对平衡性，故在加载过程中，可能使试样发生扭转或斜切破坏，引起试验误差；③加载过程中，处于下加压板上的试样通过肉眼无法保证处于中心位置，加载时可能会使试样偏心受荷，影响试验精度。若通过测量工具辅助定位则费时费力。④单个测力环测量范围小，不同试样进行无侧限抗压强度试验时，需估计其强度范围选取不同量程的测力环，有可能因为估计失误导致试样强度超过量程，或者试样强度过低而增大试验误差。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种应变控制式无侧限抗压强度试验装置，实现试验过程的智能化，精准保证试验条件的准确性，大大降低试验人员的工作量，为室内进行无侧限抗压强度试验提供有益的参考。

本实用新型为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种应变控制式无侧限抗压强度试验装置，包括内部安装有电动机和齿轮的机箱，所述电动机的输出轴通过齿轮与升降螺杆旋转连接，升降控制器通过导线与电动机连接，用于控制升降螺杆的自动升降；

所述升降螺杆顶部与加压板下底面固定连接，所述加压板上表面用于搁置试样，并在试验过程中对试样形成向上的压力；

所述机箱上表面两端各垂直安装有一根支撑杆,两根支撑杆的上部之间安装有顶承台，所述顶承台下底面与压力传感器的顶端连接，所述压力传感器的底端与上承板的上表面连接，所述上承板位于试样上端；

所述压力传感器通过导线与测力计连接，所述测力计通过导线与数据采集端连接。

进一步地，所述机箱侧面还设有手轮，所述手轮也通过齿轮与升降螺杆旋转连接，用于手动控制升降螺杆升降。

进一步地，所述加压板上表面还设有定位槽板，用于定位和搁置试样。

进一步地，所述支撑杆与顶承台安装的位置处还设有螺纹，并通过螺帽固定。

进一步地，所述顶承台上还安装有平衡尺，平衡尺上设有荧光水准泡。

进一步地，所述顶承台下底面与压力传感器的顶端通过螺栓固定连接，所述压力传感器的底端与上承板的上表面也通过螺栓固定连接。

本实用新型的有益效果：1、实现了试验过程的智能化，避免了人工读数与记录带来的弊端；2、能精准控制试验条件，保证试样处于主应力状态下的无侧限破坏，消除扭转、斜切、偏心破坏带来的误差；3、结构简单，便于操作。

附图说明

图1 为一种应变控制式无侧限抗压强度试验装置的主视结构示意图；

图2为图1中定位槽板的结构示意图；

图中， 1-螺帽，2-顶承台，3-压力传感器，4-上承板，5-加压板，6-升降螺杆，7-平衡尺，8-支撑杆，9-试样，10-手轮，11-升降控制器，12-测力计，13-数据采集端，14-机箱，15-定位槽板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

如图1和图2所示，一种应变控制式无侧限抗压强度试验装置，包括内部安装有电动机和齿轮的机箱14，所述电动机的输出轴通过齿轮与升降螺杆6旋转连接，升降控制器11通过导线与电动机连接，用于控制升降螺杆6的自动升降；电动机加载过程中能驱动升降螺杆6，从而使加压板5匀速上升，本实施例中，其上升速度为1mm/min。

所述升降螺杆6顶部与加压板5下底面固定连接，所述加压板5上表面用于搁置试样9，并在试验过程中对试样9形成向上的压力；

所述机箱14上表面两端各垂直安装有一根支撑杆8,两根支撑杆8的上部之间安装有顶承台2，所述顶承台2下底面与压力传感器3的顶端连接，所述压力传感器3的底端与上承板4的上表面连接，所述上承板4位于试样9上端；

所述压力传感器3通过导线与测力计12连接，所述测力计12通过导线与数据采集端13连接。本实施例中，测力计12能将压力传感器3获取的数据输送到数据采集端13，输送频率为0.05s/次。

所述机箱14侧面还设有手轮10，所述手轮10也通过齿轮与升降螺杆6旋转连接，用于手动控制升降螺杆6升降。

所述加压板5上表面还设有定位槽板15，用于定位和搁置试样9。在本实施例中，定位槽板15和加压板5平面规格一致，厚度为1.2cm，其中定位槽板15的定位槽直径为39.1mm，厚度为0.5cm。

所述支撑杆8与顶承台2安装的位置处还设有螺纹，并通过螺帽1固定。本实施例中，螺纹的长度为8cm，能满足高度为2cm～10cm试样的无侧限抗压强度试验。螺帽1为六边形螺帽，在紧固顶承台2时可采用上下双绞的双螺帽结构，保证其紧固性。

所述顶承台2上还安装有平衡尺7，平衡尺7上设有荧光水准泡。本实施例中，平衡尺7包含三个水准气泡，为荧光高清晰放大型水泡，分别为水平、竖直、45°倾斜方向，其长度为10cm，通过亚克力胶水水平粘附于顶承台2上。

所述顶承台2下底面与压力传感器3的顶端通过螺栓固定连接，所述压力传感器3的底端与上承板4的上表面也通过螺栓固定连接。本实施例中，通过螺栓其能承受的最大压力为10KN，精度为0.1N。

本实施例工作工程如下：

1、试样9的制作过程参照《公路土工试验规程》（JTG E40-2007），试样9的直径为39.1mm，高度为80mm；

2、将平衡尺7通过亚克力胶水粘附于顶承台2上，使平衡尺7上边缘和顶承台2上边缘平齐；

3、根据试样9高度调节支撑杆8上的螺帽1的位置，从而调节顶承台2的高度，然后通过平衡尺7进行微调平；

4、将压力传感器3通过高强度螺铨与顶承台2和上承板4连接；

5、清除加压板5上的杂质，将定位槽板15放置在上面，使其边缘部分和加压板5边缘部分平齐；

6、将试样9两端抹一层凡士林，在气候干燥时，试样9周围亦需抹一层凡士林，防止水分蒸发，然后将试样9放置在定位槽板15的定位槽中；

7、连接压力传感器3、测力计12、数据采集端13之间的导线，并将升降控制器11和数据采集端13的插头插在插座上；

8、转动手轮10，当试样9快接触上承板4时放慢手轮10的转速，观察测力计12示数，示数变为0.1N时停止转动；

9、通过数据采集端13将测力计12示数清零，开启升降控制器11电源开关，按下上升按钮，使升降螺杆6及加压板5以1mm/min的速度匀速上升；

10、观察数据采集端13的数据，当读数出现峰值时，继续进行3%～5%的应变后停止试验；当读数无峰值时，试验应进行到应变达到20%为止；

11、试验结束，按下升降控制器11上的下降按钮，取下试样9，并清理定位槽板15内的碎土颗粒。