一种大直径冻土试样疲劳加载装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种大直径冻土试样加载装置，属于土工试验技术领域。
【背景技术】
[0002]近年来，我国严寒地区高速铁路出现一定程度的冻害问题。为了深入研究严寒地区高速铁路路基结构物工程性质，需要制备大直径(一般指直径大于30cm)冻土试样加载设备用于室内试验。目前冻土试验系统中冻土试样加载设备尺寸、加载力较小，仅适用于小直径尺寸试样，对于粒径较大、体积较大的试样不能进行加载。
[0003]因此，迫切需要一种结构较简单、操作方便的大直径冻土试样加载设备。
【发明内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、操作方便、成本低的大直径冻土试样加载设备，以解决现有加载设备无法对大粒径、大体积土样进行加载的问题，精确模拟现场条件，完善冻土室内试验系统。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是:一种大直径土样加载装置，其关键技术在于:其包括左右设置的立柱、设于两立柱之间的上下位置可调的横梁以及位于立柱下部的用于放置试样筒的T型工作台，所述立柱、横梁以及T型工作台构成自锚式框架结构；所述横梁下部设有作动器，作动器下方设有加载盘。
[0006]优选的，两侧的立柱上配套设置有多个高度不同的螺栓过孔，所述横梁上也设有与所述螺栓过孔位置匹配的过孔，所述横梁与立柱经由固定螺杆固定连接。
[0007]进一步的改进，还包括外置式油源，该油源的输油管保温处理。油源置于低温环境室外，减少加载过程中油源散热而影响到冻土环境温度。
[0008]优选的，所述作动器为液压式，其最大加载力为25kN，最大加载行程为200mm，最大试验线速度为65mm/s，最大循环加载次数10万次，以模拟冻土地区高速铁路路基疲劳荷载。
[0009]优选的，所述加载盘直径小于试样筒内土样直径，以减少试样筒壁侧向约束的影响。
[0010]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:
[0011]1、本实用新型主体由于采用自锚式框架结构，结构紧凑、稳定性好、刚度高、频响快，能精确模拟冻土地基土体受力状态；由于采用大尺寸冻胀桶(即试样筒)，能进行对大粒径、大体积土样加载试验，并避免边界效应。由于采用高度可调式加载横梁，可以适应不同高度土样的加载；由于采用油源外置，弥补了加载设备干扰冻土实验舱温度的缺陷，能精确模拟冻土路基工作温度。
[0012]2、本实用新型结构简单，操作方便，能对大粒径、大体积土样进行长期反复加载并测定其应力状态、位移及变形数据，大大降低操作人员的劳动强度，提高工作效率，解决现有加载设备无法对大粒径、大体积土样进行加载的问题。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的结构示意图；
[0014]其中，1、横梁；2、作动器；3、立柱；4、固定螺杆；5、保温墙；6、T形工作台；7、加载盘；8、试样筒；9、油源。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明，但本实用新型的内容并不限于所述范围。
[0016]参见附图1，本实施例包括横梁1、作动器2、立柱3、固定螺杆4、固定螺母、T形工作台6、加载盘7、大直径试样筒8、油源9，两立柱3平行设置，所述横梁I悬挂于两立柱3的中间位置，所述横梁I上有开设有8个过孔，横梁I两端各有4个过孔，所述立柱3上有20个螺栓过孔，所述横梁I和立柱3之间借助固定螺杆4和固定螺母定位连接，可通过调节固定螺母和固定螺杆4来调节调节横梁I的位置以适应不同高度的土样，所述T形工作台6上有4个螺孔，用于固定试样筒8，所述作动器2为液压伺服作动，悬挂于横梁I中间位置，其最大加载力为25kN，最大加载行程为200mm，最大试验线速度为65mm/s，最大循环加载次数10万次，以模拟冻土地区高速铁路路基疲劳荷载。
[0017]所述横梁1、立柱3和T形工作台6形成自锚式框架，能够承受加载时产生的垂向反力。所述立柱3共2根，各有20个过孔，材质为HT200灰铸铁。所述T形工作台为T形结构，长X宽X高:2000X 1500X 100mm。所述立柱3、T形工作台6和横梁I共同构成加载框架结构，锚固方式为自锚式。
[0018]大直径试样筒8为圆柱体，内径450mm，配套加载盘7为300mm，小于试样筒8内土样直径，以消除土样加载边界效应。所述作动器2和加载盘7配合使用可进行大直径土样的加载。
[0019]所述油源9外置，其输油管作保温处理，以保证实验精确控温。油源9置于低温环境室外，减少加载过程中油源散热而影响到冻土环境温度。
[0020]使用时，首先将装有土样的试样筒8固定于T形工作台6上，然后调节横梁I高度，使加载盘7与作动器2良好接触，并使得加载盘7与试样筒8中心对齐；设置动荷载幅值、频率、加载次数、加载波形，开始对试样8进行疲劳加载，加载过程中可自动记录数据。
[0021]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明创造。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明创造的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明创造将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种大直径冻土试样疲劳加载装置，其特征在于:其包括左右设置的立柱(3)、设于两立柱(3)之间的上下位置可调的横梁(I)以及位于立柱(3)下部的用于放置试样筒(8)的T型工作台(6 )，所述立柱(3 )、横梁(I)以及T型工作台(6 )构成自锚式框架结构；所述横梁(I)上设有作动器(2 )，所述作动器(2 )下方设有加载盘(7 )。2.根据权利要求1所述的大直径冻土试样疲劳加载装置，其特征在于:两侧的立柱(3)上配套设置有多个高度不同的螺栓过孔，所述横梁(I)上也设有与所述螺栓过孔位置匹配的过孔，所述横梁(I)与立柱(3 )经由固定螺杆(4 )固定连接。3.根据权利要求1所述的大直径冻土试样疲劳加载装置，其特征在于:还包括外置式油源(9)，所述油源(9)置于低温环境室外。4.根据权利要求3所述的大直径冻土试样疲劳加载装置，其特征在于:所述作动器(2)为液压式，其最大加载力为25kN，最大加载行程为200mm，最大试验线速度为65mm/s，最大循环加载次数10万次。5.根据权利要求4所述的大直径冻土试样疲劳加载装置，其特征在于:所述加载盘(7)直径小于试样筒(8)内土样直径。
【专利摘要】本实用新型公开了一种大直径冻土试样疲劳特性加载装置，其包括左右设置的立柱、设于两立柱之间的上下位置可调的横梁以及位于立柱下部的用于放置试样筒的T型工作台，所述立柱、横梁以及T型工作台构成自锚式框架结构；所述横梁上设有作动器，作动器下方设有加载盘。本实用新型能对大粒径、大体积土样进行长期循环疲劳加载，解决了现有加载设备无法对大粒径、大体积土样进行加载的问题，大大减少了试验工作量，缩短了试验时间。
【IPC分类】G01N3/32
【公开号】CN204924825
【申请号】CN201520735144
【发明人】郝帅锋, 王天亮, 赵立琴, 李晓康, 宋立卜, 陈崇敬
【申请人】石家庄铁道大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月22日