土工类试件拉伸试验加载夹具的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及材料力学土工试验检测技术领域，具体说是一种土工类试件拉伸试验加载夹具。
【背景技术】
[0002]在土工类材料的强度特性研究中，过去多侧重于抗压强度和抗剪强度，对抗拉强度的研究较少。然而，在许多土在土木工程中，经常会发现土体开裂、地面裂缝、大坝开裂等现象。特别是近年来，随着公路、机场、隧道、冻结壁、高土石坝等大型工程的逐渐增多，产生裂缝的土工结构物也越来越多。这些裂缝的形成均与材料的抗拉性能有关。在许多工程问题的研究分析和设计中，就必须考虑土体抗拉强度的影响，裂缝的存在不仅可能引起渗漏，甚至影响建筑物的正常运行，因此，对土体抗拉特性的认识和抗拉强度指标的准确测试具有重要意义。
[0003]测定土体抗拉强度试验方法有很多，大致可分为直接拉伸法和间接法两大类。间接拉伸试验则包括四点弯曲试验、轴向压裂试验、径向压裂试验。直接拉伸试验是研究土体抗拉性能最直接、最有效的方法，但受夹持条件、试件的加工困难等限制，较难实现直接拉伸试验，然而，经过不断的改进实验技术条件，在材料直接拉伸方面仍取得了不少进展。
[0004]目前，虽有一些学者对土体抗拉强度进行过相关研究，但对土体抗拉强度的认识还不很成熟，抗拉强度的试验设备也不够完善。从现有的直接拉伸测试方法来看，仍然存在以下缺点:
[0005]1、试件与夹具的连接问题十分突出，且难以消除试件的端部效应，导致出现断裂的位置不在试件中部。
[0006]2、早期的抗拉试验或采用砝码进行加载，或通过手轮转动来控制施加荷载的速率，不能精确、连续控制施加试验所需的拉力，也不能无法实现测试数据的实时采集和处理。
[0007]3、夹具与试验机采用刚性连接，无法保证试件处于轴向拉伸状态，难以消除试件受拉时产生的偏心现象。
[0008]4、虽然能够得到土体的抗拉强度，但无法获取材料的伸长率。
【实用新型内容】
[0009]针对现有试验技术存在的缺点，本实用新型的目的在于提供一种土工类试件拉伸试验加载夹具，该夹具是一种适应性强、准确程度高的土工类材料直接拉伸试验装置，能准确测试土工类试件从加载到破坏全过程的荷载及变形和伸长率，不仅能满足不同材料试件多样化的需求，而且能提高测试效率以及测试精度，为土工材料的设计、检验和质量评判提供准确的力学性能指标。
[0010]本实用新型的目的是通过以下技术来实现的:
[0011]—种试件加载夹具，包括上拉杆、球铰连杆1、传力架1、销子1、上夹具、球铰连杆I1、下拉杆、下夹具、传力架I1、引伸计和销子II，上拉杆与传力架I通过球铰连杆I连接；上夹具与传力架I通过销子I连接；下拉杆7与传力架II通过球铰连杆II连接；传力架II与下夹具通过销子II连接；试件的一端通过上夹具固定；另一端通过下夹具固定；试件的中段部设有引伸计。
[0012]进行拉伸强度试验时，球铰连杆I与球铰连杆II可以在一定范围内自由转动，可使试件处于轴向拉状态，避免由于偏心弓I起的破坏。
[0013]进行拉伸强度试验时，当试件发生变形时，引伸计会记录标距范围内试件的变形，直接测量试件变形及伸长率。
[0014]本实用新型的优点及有益效果:
[0015]1、本实用新型利用模具通过制作哑铃形试件，并将模具用作配套的夹具，解决了直接拉伸试验中试件与拉伸装置的连接难题。
[0016]2、本实用新型可进行多种易成型材料(土体、砂浆、沥青等)的直接拉伸试验，也可进行不同温度下的拉伸试验，满足低温条件下的试验要求。
[0017]3、本实用新型能精确测试材料的抗拉强度，并能给出拉应力-应变曲线。
[0018]4、本实用新型的整体结构简单，使用操作灵活，能够充分利用现有设备，并且测试效率高、精度高。
[0019]5、本实用新型既能为土工建筑物的结构设计和理论分析提供精确数据，又能提高现有设备的利用率，降低重复投资。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型的主视图。
[0021]图2为图1的剖视图。
[0022]图3为本实用新型的左视图。
[0023]图中:1-上拉杆、2-球铰连杆1、3_传力架1、4_销子1、5_上夹具、6_球铰连杆I1、7-下拉杆、8-下夹具、9-试件、10-传力架I1、11 -引伸计、12-销子II。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本实用新型做进一步说明:
[0025]如图1、2、3所示，一种试件加载夹具，包括上拉杆1、球铰连杆12、传力架13、销子I 4、上夹具5、球铰连杆116、下拉杆7、下夹具8、传力架1110、试件9、引伸计11、销子II 12，其特征在于:上拉杆1与传力架13通过球铰连杆12连接；上夹具5与传力架13通过销子
I4连接；下拉杆7与传力架II10通过球铰连杆116连接；传力架II10与下夹具8通过销子II 12连接；试件9的一端通过上夹具5固定；另一端通过下夹具8固定；试件9的中段部设有引伸计11。
实施例
[0026]由于圆柱形结构试件在夹持过程中易造成脱落，或试件9在夹具处被夹断，因此，为减小应力集中现象，将试件9制作为哑铃状。
[0027]使用抗拉强度试验夹具时，首先，将下夹具8的定位孔与传力架1110的定位孔处于同一高度，然后将销子II 12插入定位孔中；将下夹具8与传力架1110连接；同样，再将上夹具5与传力架13连接，然后，调节上拉杆1位置，使试件1处于垂直状态，最后在试件9中段部安装引伸计11，即可完成试验装置的安装。
[0028]对试件9进行直接拉伸试验时，万能试验机施加的荷载由上拉杆11直接承担，当上拉杆1向上移动时，通过球铰连杆I 2将拉力传递到传力架13上，再通过销子I 4将力传至上夹具5上，上夹具5向上运动，使上夹具5与下夹具8之间的试件9逐渐受力，直至试件破坏，完成试验。
[0029]上夹具1与下夹具5采用对称结构。
[0030]本实施例中，试件9的变形和荷载由拉力试验机自带的拉力传感器和位移计测定，伸长率由引伸计11测定。
[0031]上述拉力传感器、位移计、引伸计11的信号线通过A/D转换器与计算机输入端连接，可进行数据实时采集。
【主权项】
1.一种土工类试件拉伸试验加载夹具，包括上拉杆(1)、球铰连杆I (2)、传力架I (3)、销子I (4)、上夹具(5)、球铰连杆11(6)、下拉杆(7)、下夹具(8)、试件(9)、传力架11(10)、引伸计(11)和销子II (12)，其特征在于:上拉杆(1)与传力架I (3)通过球铰连杆I (2)连接；上夹具(5)与传力架I (3)通过销子I (4)连接；下拉杆(7)与传力架II (10)通过球铰连杆II (6)连接；传力架II (10)与下夹具(8)通过销子II (12)连接；试件(9)的一端通过上夹具(5)固定；另一端通过下夹具(8)固定；试件(9)的中段设有引伸计(11)。
【专利摘要】本实用新型属于材料力学试验检测技术领域，涉及一种土工类试件拉伸试验加载夹具。本加载夹具由上拉杆、球铰连杆、传力架、销子、上夹具、下拉杆、下夹具、引伸计等构成。本实用新型的上夹具与下夹具呈对称结构，球铰连杆可以在一定范围内自由转动，可使试件处于轴心受拉状态，避免由于偏心引起的破坏。当试件发生变形时，引伸计会记录标距范围内试件的变形，直接测量试件变形及伸长率。本实用新型整体结构简单，使用操作灵活，测试精度好，试验环境友好。
【IPC分类】G01N3/04
【公开号】CN205120490
【申请号】CN201520787898
【发明人】房建宏, 徐安花, 王新燕, 王翠玲
【申请人】青海省交通科学研究院
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年10月14日