土体拉伸压缩耦合试验装置

1.本实用新型属于边坡强度研究技术领域，更具体地说，是涉及一种土体拉伸压缩耦合试验装置。


背景技术：

2.地震诱发边坡失稳分析的理论基础即为土体的强度理论，随着对地震诱发边坡失稳破坏认识的逐渐加深，实用新型人发现，在地震力的往复作用下，边坡内部土体受到反复的拉、压作用，因此，内部大量土体都处于拉伸-压缩耦合的应力状态下，即，地震作用下边坡的稳定性取决于土体的拉-压耦合强度理论。随着科研人员对土体张拉强度认识的不断发展，土体张拉强度的研究取得了一定的研究成果，但是，土体拉伸-压缩耦合强度理论的研究仍然处于摸索阶段，主要原因是：一方面，土体属于散体型材料，颗粒之间的相互关系相对薄弱，土体的强度实质上由颗粒之间的相互作用力所决定；另一方面，土体的多相性导致其固、液、气三相之间相互作用对土体强度的较大影响等，使得土体的拉伸强度很难被轻易量测。
3.因此，如何能够准确合理地描述和量测土体在拉伸-压缩耦合应力状态下的破坏特征和强度特征是一项重要研究内容，也是完善边坡强度理论的重要基础。但是，目前的研究阶段主要有平卧式设计的土体拉伸仪，无法直观地量测土体在拉伸-压缩耦合作用下的强度特征。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种土体拉伸压缩耦合试验装置，旨在解决平卧式设计的土体拉伸仪，无法直观地量测土体在拉伸-压缩耦合作用下的强度特征的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种土体拉伸压缩耦合试验装置，包括：反力框架，具有相对的顶板、底板和侧板；轴向拉力组件，与所述顶板配合设置；多个径向压力组件，与所述侧板配合设置，且多个所述径向压力组件在轴向上对齐设置，在径向上围合成包裹腔；以及制土组件，包括与所述轴向拉力组件可拆卸连接的上配接套筒，至少两个与所述上配接套筒可拆卸连接的瓣式侧活动板，可分离设于所述瓣式侧活动板内侧的橡胶膜，以及与所述瓣式侧活动板可拆卸连接的下配接套筒；其中，至少两个所述瓣式侧活动板围合成周向衔接的活动套筒，所述下配接套筒可拆卸连接于所述底板；
6.在制作土体试样时，所述制土组件从所述轴向拉力组件和所述底板中拆卸至独立状态，通过所述上配接套筒、所述瓣式侧活动板、所述橡胶膜和所述下配接套筒构成所述土体试样的成型腔；
7.在拉伸压缩试验时，所述制土组件通过所述上配接套筒、所述下配接套筒安装至所述轴向拉力组件和所述底板之间，并拆除所述瓣式侧活动板，且所述土体试样收容于所述包裹腔内，通过所述轴向拉力组件施加轴向拉力，通过所述径向压力组件施加径向压力。
8.在一种可能的实现方式中，所述上配接套筒、所述下配接套筒和所述瓣式侧活动
板共同围合形成两头粗、中间细的沙漏状成型腔。
9.在一种可能的实现方式中，所述轴向拉力组件包括：轴向固定卡座，与所述上配接套筒可拆卸连接；轴向应力传感器，与所述轴向固定卡座连接；轴向位移传感器，与所述顶板连接；以及轴向加载结构，与所述轴向应力传感器连接，且与所述顶板配合设置。
10.在一种可能的实现方式中，所述轴向拉力组件还包括与所述轴向加载结构配合设置的轴向滑动座体，所述轴向滑动座体能够相对于所述顶板移动且固定在目标位置。
11.在一种可能的实现方式中，所述轴向固定卡座与所述上配接套筒的配合范围内设有对齐设置的轴向定位孔，所述轴向定位孔中设有伸出所述上配接套筒和所述轴向固定卡座的轴向固定插销，所述轴向位移传感器一端设于所述顶板，另一端设于所述轴向固定插销。
12.在一种可能的实现方式中，每个所述径向压力组件包括：瓣式围压活动板，多个所述径向压力组件的瓣式围压活动板围合成所述包裹腔；颗粒状围压填充物，用以设于所述瓣式围压活动板和所述土体试样之间；径向固定卡座，与所述瓣式围压活动板可拆卸连接；径向应力传感器，与所述径向固定卡座连接；径向位移传感器，与所述侧板连接；以及径向加载结构，与所述径向应力传感器连接，且与所述侧板配合设置。
13.在一种可能的实现方式中，所述颗粒状围压填充物包括：围压膜，设于所述瓣式围压活动板，所述围压膜与所述瓣式围压活动板之间形成围压腔；以及细沙，设于所述围压腔内，用以对所述土体试样施加围压作用。
14.在一种可能的实现方式中，所述径向压力组件还包括与所述径向加载结构配合设置的径向滑动座体，所述径向滑动座体能够相对于所述侧板移动且固定在目标位置。
15.在一种可能的实现方式中，所述径向固定卡座与所述瓣式围压活动板的配合范围内设有对齐设置的径向定位孔，所述径向定位孔中设有伸出所述径向固定卡座与所述瓣式围压活动板的径向固定插销，所述径向位移传感器一端设于所述侧板，另一端设于所述径向固定插销。
16.在一种可能的实现方式中，多个所述径向加载结构共用同一动力源。
17.本实用新型提供的土体拉伸压缩耦合试验装置至少具有以下技术效果：与传统技术相比，本实用新型提供的土体拉伸压缩耦合试验装置，利用反力框架作为支撑结构，利用轴向拉力组件为土体试样施加轴向拉力，利用径向压力组件为土体试样施加径向压力，在制土组件中，可以通过上配接套筒、瓣式侧活动板、橡胶膜和下配接套筒制作土体试样，又可以通过拆卸瓣式侧活动板，并安装至轴向拉力组件和底板之间来实现土体试样的竖直固定目的，从而可以直观地观察和量测土体试样在拉伸-压缩耦合应力状态下的强度特征，进而完善地震作用下边坡稳定性分析理论。此外，由于制土组件既可以制土又可以固定土体试样，能够统一土体试样的尺寸，得到更为一致的土体强度，并且，上配接套筒和下配接套筒可以对土体试样进行均匀的拉伸作用，橡胶膜能够与土体试样紧密贴合，保证土体试样的完整性。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新
型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型一实施例提供的土体拉伸压缩耦合试验装置的结构示意图；
20.图2为本实用新型一实施例中制土组件在制备土体试样时的结构示意图。
21.附图标记说明：
22.1、土体拉伸压缩耦合试验装置
23.100、反力框架
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110、顶板
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120、底板
24.130、侧板
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200、轴向拉力组件
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210、轴向固定卡座
25.220、轴向应力传感器
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230、轴向位移传感器
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240、轴向加载结构
26.241、轴向加压油泵
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242、轴向液压油管
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243、轴向液压油缸
27.250、轴向滑动座体
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260、轴向固定插销
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300、径向压力组件
28.310、瓣式围压活动板
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320、颗粒状围压填充物
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330、径向固定卡座
29.340、径向应力传感器
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350、径向位移传感器
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360、径向加载结构
30.361、径向加压油泵
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362、径向液压油管
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363、径向液压油缸
31.370、径向滑动座体
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380、径向固定插销
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400、制土组件
32.410、上配接套筒
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420、瓣式侧活动板
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430、橡胶膜
33.440、下配接套筒
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450、锁紧孔
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460、对位孔
34.470、紧固螺栓
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500、底座
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2、土体试样
具体实施方式
35.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
36.需要说明的是，当元件被称为“固定于”、“固定”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中元件。当一个元件被认为是“连接于”、“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当元件被称为“设置于”、“设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中元件。本文所提到的“连接”可以是一体连接，也可以是分体连接，可以是可拆卸连接，也可以是不可拆卸连接。本文所提到的“可拆卸连接”则要求必须是能够反复拆卸安装的方式。“多个”指两个及以上数量。
37.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。
38.请一并参阅图1及图2，现对本实用新型实施例提供的土体拉伸压缩耦合试验装置进行说明。
39.请参阅图1和图2，本实用新型实施例提供了一种土体拉伸压缩耦合试验装置1，包括：反力框架100，具有相对的顶板110、底板120和侧板130；轴向拉力组件200，与顶板110配合设置；多个径向压力组件300，与侧板130配合设置，且多个径向压力组件300在轴向上对齐设置，在径向上围合成包裹腔；以及制土组件400，包括与轴向拉力组件200可拆卸连接的上配接套筒410，至少两个与上配接套筒410可拆卸连接的瓣式侧活动板420，可分离设于瓣式侧活动板420内侧的橡胶膜430，以及与瓣式侧活动板420可拆卸连接的下配接套筒440；
其中，至少两个瓣式侧活动板420围合成周向衔接的活动套筒，下配接套筒440可拆卸连接于底板120。
40.在制作土体试样2时，制土组件400从轴向拉力组件200和底板120中拆卸至独立状态，通过上配接套筒410、瓣式侧活动板420、橡胶膜430和下配接套筒440构成土体试样2的成型腔。
41.在拉伸压缩试验时，制土组件400通过上配接套筒410、下配接套筒440安装至轴向拉力组件200和底板120之间，并拆除瓣式侧活动板420，且土体试样2收容于包裹腔内，通过轴向拉力组件200施加轴向拉力，通过径向压力组件300施加径向压力。
42.需要说明的是，本实用新型实施例所提到的轴向指的是土体试样2在试验时的竖直方向，径向指的是土体试样2在试验时的水平方向。
43.另外，本实用新型实施例所提供的土体拉伸压缩耦合试验装置1结合标准三轴试验中的试样模型尺寸，土体拉伸压缩耦合试验装置1中的土体试样2尺寸与标准三轴试验中的土体试样尺寸相同，利用制土组件400所制成的土体试样2的标准尺寸为φ39mm，克服了平卧式设计试样尺寸混乱的弊端，完善了土体强度理论中关于土体强度包线拉伸应力段的准确描述问题，克服了传统土力学中土体强度包线不能准确描述土体受到拉应力时的缺点，摒弃了冰冻胶结法、胶结物胶结法等不稳定轴向拉力施加方法，利用制土组件400实现拉力的均匀传导，借助轴向拉力组件200和径向压力组件300，可以使土体试样2在应力空间中得到一个完整强度包线，具体是土体试样2受到拉伸
→
拉伸-压缩
→
压缩的一个完整过程。
44.在此基础上，如果将轴向拉力改为轴向压力，即可实现与传统三轴试验一样的试验效果，从而可以得到完整的土体强度包线，因此，本实用新型实施例提供的土体拉伸压缩耦合试验装置1丰富了传统的土工三轴试验的适用范围，改善了土工试验的试验方法。本实用新型实施例所提供的土体拉伸压缩耦合试验装置1的操作过程更加简便，容易上手，土体试样2的制备过程简单易行，土体试样2的拉伸-压缩耦合原理直接明了，试验结果易获取。
45.本实用新型实施例所提供的土体拉伸压缩耦合试验装置1还包括底座500，反力框架100的底板120通过螺纹连接、焊接等方式固定在底座500的上方，底座500作为整个试验装置的试验平台，起到承载整体结构的作用。
46.具体而言，反力框架100能够抵消拉力，其中，顶板110与轴向拉力组件200配合设置，使得轴向拉力组件200向上配接套筒410施加竖直方向上的拉力作用，侧板130与径向压力组件300配合设置，使得径向压力组件300向土体试样2施加水平方向上的压力作用，底板120与下配接套筒440可拆卸连接，轴向拉力组件200与上配接套筒410可拆卸连接，上配接套筒410和下配接套筒440能够为土体试样2提供均匀的拉力作用。
47.多个径向压力组件300在轴向上对齐设置，也就是在竖直方向上对齐设置，能够在径向上围合成包裹腔，也就是在水平方向上围合成包裹腔，包裹腔用于容置土体试样2的周向轮廓，具体可以是土体试样2暴露于上配接套筒410和下配接套筒440以外的部分。径向压力组件300可以是两个、三个、四个等，能够对土体试样2施加均匀的围压作用即可。例如，如图1所示，采用两个径向压力组件300进行围压作用的均匀施加。
48.在制土时，橡胶膜430至少设于瓣式侧活动板420的内侧，还可以同时覆盖在上配接套筒410和下配接套筒440的内侧；在试验时，拆除瓣式侧活动板420，橡胶膜430与瓣式侧
活动板420分离，能够保证土体试样2不会松散、垮塌，保证在拉伸、压缩同时作用下，土体试样2由于径向收缩而与径向压力组件300紧密贴合。制土组件400既能够制作土体试样2，又能够对土体试样2施加均匀的拉力，使得配套装置一致性和系统性更高，摒弃了冰冻胶结法、胶结物胶结法等不稳定周向拉力施加方法。
49.可以理解的是，瓣式侧活动板420可以是两个、三个、四个等以上数量，多个瓣式侧活动板420共同围合成周向衔接的活动套筒，从而可以围合成具有周向轮廓的成型腔，得到能够竖直设置的土体试样2。在试验时，可以利用ct扫描、dic技术监测或记录土体试样2在拉伸-压缩耦合过程中的整体裂缝开展情况。
50.本实用新型实施例提供的土体拉伸压缩耦合试验装置1至少具有以下技术效果：与传统技术相比，本实用新型实施例提供的土体拉伸压缩耦合试验装置1，利用反力框架100作为支撑结构，利用轴向拉力组件200为土体试样2施加轴向拉力，利用径向压力组件300为土体试样2施加径向压力，在制土组件400中，可以通过上配接套筒410、瓣式侧活动板420、橡胶膜430和下配接套筒440制作土体试样2，又可以通过拆卸瓣式侧活动板420，并安装至轴向拉力组件200和底板120之间来实现土体试样2的竖直固定目的，从而可以直观地观察和量测土体试样2在拉伸-压缩耦合应力状态下的强度特征，进而完善地震作用下边坡稳定性分析理论。此外，由于制土组件400既可以制土又可以固定土体试样2，能够统一土体试样2的尺寸，得到更为一致的土体强度，并且，上配接套筒410和下配接套筒440可以对土体试样2进行均匀的拉伸作用，橡胶膜430能够与土体试样2紧密贴合，保证土体试样2的完整性。
51.请参阅图1和图2，在一些可能的实施方式中，上配接套筒410、下配接套筒440和瓣式侧活动板420共同围合形成两头粗、中间细的沙漏状成型腔。本实施方式中，两头粗、中间细的沙漏状成型腔，形似多里克柱式，能够制备得到两头粗、中间细的土体试样2，如此使得在试验时，土体试样2在中部发生拉伸破坏，可将拉剪破坏状态控制至纯拉伸破坏状态，减小了土体试样2受剪切破坏的可能性。
52.可以理解的是，瓣式侧活动板420和上配接套筒410、下配接套筒440在形成沙漏状成型腔的内侧壁均为平滑过渡。另外，为了提高配合可靠性，瓣式侧活动板420和上配接套筒410、下配接套筒440的接触面相对于轴线方向呈角度设置，即增大了接触面积。
53.请参阅图2，在一些可能的实施方式中，每个瓣式侧活动板420均开设有锁紧孔450，相邻的瓣式侧活动板420在对应的锁紧孔450中可拆卸地配合有锁紧螺栓。本实施方式中，相邻的瓣式侧活动板420采用螺纹锁紧的方式进行锁紧固定和拆卸，组装和拆卸速度更快，减少了试验时间和操作难度。可以理解的是，每个瓣式侧活动板420可以设有多个锁紧孔450。
54.请参阅图2，在一些可能的实施方式中，每个瓣式侧活动板420均开设有对位孔460，相邻的瓣式侧活动板420在对应的对位孔460中可拆卸地配合有对位插销。本实施方式中，每个瓣式侧活动板420可以设有多个对位孔460，对位孔460和对位插销的配合，能够在安装瓣式侧活动板420时，加快对正速度。
55.对于上配接套筒410、下配接套筒440的具体结构不做限制，下面举例说明。
56.在一些可能的实施方式中，上配接套筒410包括与瓣式侧活动板420可拆卸连接的上筒体，以及与上筒体连接的筒体顶座，筒体顶座与固定卡座可拆卸连接。下配接套筒440
包括与瓣式侧活动板420可拆卸连接的下筒体，以及与下筒体连接的筒体底座500，筒体底座500与底板120可拆卸连接。
57.当然，上配接套筒410、下配接套筒440也可以是一体式的一端开口、另一端封闭的筒状结构，还可以是根据安装情况设定的带有安装座的筒状结构，并不局限于此。
58.对于上配接套筒410、下配接套筒440与瓣式侧活动板420之间的配合方式不做限制，下面举例说明。
59.在一些可能的实施方式中，上配接套筒410与瓣式侧活动板420之间，以及下配接套筒440与瓣式侧活动板420之间均为螺纹配合、卡扣配合、销配合中的一种或多种。以上配接套筒410与瓣式侧活动板420为例，二者之间可以采用单一的配合方式，也可以采用多重的配合方式，实现加强牢固的效果。
60.具体而言，可以在上配接套筒410的内侧壁设置内螺纹，在瓣式侧活动板420的外侧壁设置外螺纹，通过旋拧的方式实现二者之间的配合关系，当然，内螺纹和外螺纹可以互换位置。也可以在上配接套筒410上设置弹性卡块，在瓣式侧活动板420上设置卡槽，通过卡扣的方式实现二者之间的配合关系，当然，弹性卡块和卡槽可以互换位置。还可以在上配接套筒410和瓣式侧活动板420均设置螺纹孔，利用限位销进行固定，从而实现二者之间的配合关系。下配接套筒440、瓣式侧活动板420的配合方式，与上配接套筒410、瓣式侧活动板420的配合方式相同，在此不再赘述。如此设置，能够简单快速地实现制土组件400的组装和拆卸。
61.当然，在其他可能的实施方式中，还可以采用其他的配合方式，并不局限于此。
62.请参阅图1，在一些可能的实施方式中，轴向拉力组件200包括：轴向固定卡座210，与上配接套筒410可拆卸连接；轴向应力传感器220，与轴向固定卡座210连接；轴向位移传感器230，与顶板110连接；以及轴向加载结构240，与轴向应力传感器220连接，且与顶板110配合设置。
63.具体而言，轴向固定卡座210与上配接套筒410之间、底板120与下配接套筒440之间均为螺纹配合、卡扣配合、销配合中的一种或多种。可以理解的是，轴向固定卡座210与上配接套筒410之间、底板120与下配接套筒440之间，可以采用单一的配合方式，也可以采用多重的配合方式，实现加强牢固的效果。
64.例如，轴向固定卡座210可以为中空结构，在轴向固定卡座210的内侧壁设置内螺纹，在上配接套筒410的外侧壁设置外螺纹，通过螺纹配合实现连接关系，当然内螺纹和外螺纹可以互换位置。轴向固定卡座210也可以设有凹槽，上配接套筒410设有弹性卡块，通过卡扣的方式实现连接关系，当然，凹槽和弹性卡块可以互换位置。轴向固定卡座210和上配接套筒410还可以均设置螺纹孔，利用限位销进行固定，从而实现二者的配合关系。下配接套筒440可以通过紧固螺栓470固定至底板120，也可以采用类似上配接套筒410和轴向固定卡座210之间卡扣、限位销等方式，对此不做限制。
65.如此设置，能够简单快速地实现制土组件400的组装和拆卸。当然，在其他可能的实施方式中，还可以采用其他的配合方式，并不局限于此。
66.轴向应力传感器220可以采用s型传感器，用于记录轴向加载结构240在施加轴向拉力过程中的轴向拉力。轴向位移传感器230用于记录轴向加载结构240在施加轴向拉力过程中土体试样2在轴向上的持续位移变化。轴向加载结构240用于为土体试样2施加轴向拉
力，可以理解的是，轴向拉力即为竖直方向的拉力。
67.基于上述轴向拉力组件200的描述，请参阅图1，在一个具体的实施方式中，轴向拉力组件200还包括与轴向加载结构240配合设置的轴向滑动座体250，轴向滑动座体250能够相对于顶板110移动且固定在目标位置。本实施方式中，利用轴向滑动座体250可以对土体试样2的安装固定位置进行调整，保证土体试样2保持在竖直状态，防止倾斜造成的测量结果不准确性情况。
68.可以理解的是，轴向滑动座体250可以通过滑动配合、滚轮配合等方式移动设于顶板110，通过定位螺栓、定位卡爪、定位挡块等结构实现固定在目标位置的效果。
69.例如，顶板110开设有轴向滑槽，轴向滑动座体250穿设在轴向滑槽中，轴向加载结构240部分配合在轴向滑槽中，轴向加载结构240伸出轴向滑动座体250且靠近底板120的一端与轴向应力传感器220连接。可以理解的是，轴向加载结构240部分地与轴向滑动座体250配合，且轴向加载结构240的施力端伸出轴向滑动座体250，并与轴向应力传感器220连接，从而为土体试样2施加轴向拉力。当轴向滑动座体250移动时，轴向加载结构240对应配合的部分同步移动，以保证一致性。
70.另外，轴向加载结构240对应配合的部分可以整体地相对于轴向滑动座体250在轴向移动，进而带动轴向应力传感器220、轴向固定卡座210在轴向移动，以记录土体试样2的持续位移变化，或者，轴向加载结构240对应配合的部分可以产生自身结构之间的位移变化，进而带动轴向应力传感器220、轴向固定卡座210在轴向上移动，以记录土体试样2在轴向上的持续位移变化。
71.对于轴向滑动座体250和轴向加载结构240不做限制，下面举例说明。
72.例如，轴向滑动座体250为配合在轴向滑槽中的两端开口的中空结构，中空结构所形成的腔体形状不做限制，可以是圆柱、棱柱等形状。轴向加载结构240包括与轴向滑动座体250配合的轴向加压油泵241，与轴向加压油泵241连通的轴向液压油管242，以及与轴向液压油管242连通的轴向液压油缸243。其中，轴向加压油泵241具有与轴向应力传感器220连接的施力端，轴向液压油缸243可以设置在反力框架100上，可以设置在底座500上，也可以设置在邻近反力框架100和底座500的位置，用于提供拉力所需的液压油。另外，轴向加载结构240还可以包括与轴向液压油缸243连接的轴向手动摇柄，便于试验人员手动调整，或者，轴向加载结构240还可以包括与轴向液压油缸243连接的自动施压件，根据程序设定规则，实现自动化加压效果。
73.当然，轴向加载结构240还可以是其他结构形式的，例如，气囊加压、电机驱动加压等方式。
74.基于上述轴向拉力组件200的描述，请参阅图1，在一个具体的实施方式中，轴向固定卡座210与上配接套筒410的配合范围内设有对齐设置的轴向定位孔，轴向定位孔中设有伸出上配接套筒410和轴向固定卡座210的轴向固定插销260，轴向位移传感器230一端设于顶板110，另一端设于轴向固定插销260。
75.本实施方式中，并不限制轴向固定卡座210与上配接套筒410的配合方式。在轴向固定卡座210和上配接套筒410的壁厚方向均开设有轴向定位孔，且彼此的轴向定位孔对齐设置，在轴向定位孔中可拆卸地设有轴向固定插销260，轴向位移传感器230的两端分别设于顶板110和轴向固定插销260之间。
76.可以理解的是，轴向定位孔的开孔方向为径向，该命名方式仅为区别轴向拉力组件200和径向拉力组件所包含的构件，并不代表实际开孔方向，轴向固定插销260、下文所出现的径向定位孔和径向固定插销380等含义也类似，在此不再赘述。
77.另外，轴向位移传感器230可以是其整体结构的两端分别设于顶板110和轴向固定插销260，也可以是其检测路径的虚拟路径两端分别设于顶板110和轴向固定插销260，对此不做限制，只要保证在轴向固定插销260的升降过程中，轴向位移传感器230能够准确记录轴向固定插销260的升降位移即可，轴向固定插销260的升降位移，即为土体试样2的拉伸位移。
78.如此设置，一方面，轴向固定插销260能够对轴向固定卡座210和上配接套筒410的配合关系起到加固的作用，形成双重保护，以提高固定的可靠性。另一方面，轴向固定插销260能够辅助轴向位移传感器230更准确地记录轴向位移变化，提高检测结果的准确性。
79.对于径向压力组件300的具体组成不做限制，下面举例说明。
80.请参阅图1，在一些可能的实施方式中，每个径向压力组件300包括：瓣式围压活动板310，多个径向压力组件300的瓣式围压活动板310围合成包裹腔；颗粒状围压填充物320，用以设于瓣式围压活动板310和土体试样2之间；径向固定卡座330，与瓣式围压活动板310可拆卸连接；径向应力传感器340，与径向固定卡座330连接；径向位移传感器350，与侧板130连接；以及径向加载结构360，与径向应力传感器340连接，且与侧板130配合设置。
81.具体而言，瓣式围压活动板310可以设有两个，也可以设有三个、四个等，均匀地分布在土体试样2的四周，将土体试样2包裹。颗粒状围压填充物320可以利用自身的流动性不断地填补土体试样2变形时所产生的空隙，摒弃了传统的用水施加围压的方式，无需设置围压室，从而使土体试样2受到均匀径向压力的效果。
82.径向固定卡座330与瓣式围压活动板310的配合方式可以参考轴向固定卡座210与上配接套筒410的配合方式，在此不再赘述。
83.径向位移传感器350用于记录径向加载结构360在施加径向压力过程中的径向压力。径向应力传感器340可以采用s型传感器，用于记录径向加载结构360在施加径向压力过程中土体试样2在径向上的持续位移变化。径向加载结构360用于为土体试样2施加径向压力，可以理解的是，径向压力即为水平方向的压力。
84.基于上述径向压力组件300的描述，在一个具体的实施方式中，颗粒状围压填充物320包括：围压膜，设于瓣式围压活动板310，围压膜与瓣式围压活动板310之间形成围压腔；以及细沙，设于围压腔内，用以对土体试样2施加围压作用。
85.具体而言，围压膜可以采用皮筋扎紧、绳索扎紧等方式，围压膜用于防止细沙泄露。细沙具有良好的流动性和不可压缩性，利用细沙的不可压缩性实现力的均匀传导，借助细沙的流动性不断填补土体试样2变形时产生的空隙，从而达到土体试样2受到均匀径向压力的作用。相对于传统的用水施加围压的方式，无需设置围压室，降低可维护成本。
86.当然，在其他可能的实施方式中，如果瓣式围压活动板310和土体试样2之间贴合紧密，则也可以不设置围压膜。其他类似于细沙特点的颗粒状结构也可以作为围压填充物，对此不做限制。
87.基于上述径向压力组件300的描述，请参阅图1，在一个具体的实施方式中，径向压力组件300还包括与径向加载结构360配合设置的径向滑动座体370，径向滑动座体370能够
相对于侧板130移动且固定在目标位置。本实施方式中，利用径向滑动座体370可以对土体试样2的安装固定位置进行调整，保证瓣式围压活动板310处于土体试样2的预设位置，并保证土体试样2始终处于竖直方向。径向滑动座体370的具体结构、与侧板130的配合方式、与径向加载结构360的配合方式均可以参考轴向滑动座体250，在此不再赘述。
88.另外，径向加载结构360的具体组成可以参考轴向加载结构240，具体包括径向加压油泵361、径向液压油管362和径向液压油缸363，在此不再赘述。
89.可以理解的是，请参阅图1，在一个具体的实施方式中，多个径向加载结构360可以共用同一动力源，也就是可以共用同一径向液压油缸363，使得多个径向加载结构360的施力大小相同，保证施力的均匀性和一致性。
90.基于上述径向压力组件300的描述，请参阅图1，在一个具体的实施方式中，径向固定卡座330与瓣式围压活动板310的配合范围内设有对齐设置的径向定位孔，径向定位孔中设有伸出径向固定卡座330与瓣式围压活动板310的径向固定插销380，径向位移传感器350一端设于侧板130，另一端设于径向固定插销380。可以理解的是，径向固定插销380的配合关系和轴向固定插销260的配合关系相同，区别仅在于配合对象不同，在此不再赘述。
91.在上述实施例的基础上，在试验时，可以通过手摇式轴向液压油缸243对轴向加压油泵241施加力的作用，通过上配接套筒410将拉力均匀地施加给土体试样2；待拉力稳定后，通过手摇式径向液压油缸363对径向加压油泵361施加力的作用，径向压力通过瓣式围压活动板310将压力传递给细沙，进而将均匀的围压作用施加给土体试样2的周向轮廓，实现土体试样2在轴向上受到拉力的同时，在径向上受到压力作用。
92.基于同一实用新型构思，本实用新型实施例还提供了一种土体拉伸压缩耦合试验方法，采用如上任一实施方式所述的土体拉伸压缩耦合试验装置1，包括以下步骤：
93.制土阶段：将橡胶膜430包裹在瓣式侧活动板420内侧，将瓣式侧活动板420与下配接套筒440组装，在形成的成型腔内填入土体并压实，将上配接套筒410组装，拆下瓣式侧活动板420，得到土体试样2。
94.结合上述土体拉伸压缩耦合试验装置1的实施例，具体而言，第一步，将橡胶膜430反向包裹在瓣式侧活动板420上；第二步：将瓣式侧活动板420安装在上配接套筒410和下配接套筒440之间；第三步，将对位插销插入对位孔460中保证瓣式侧活动板420之间对齐贴合；第四步，将锁紧螺栓旋进锁紧孔450中并拧紧；第五步，打开上配接套筒410，将土样放入成型腔中并压实；第六步，当土样压实后，组装上配接套筒410；第七步，从对位孔460中拔出对位插销，将锁紧螺栓从锁紧孔450中旋出，取下瓣式侧活动板420，得到带有上配接套筒410、下配接套筒440及橡胶膜430的土体试样2。
95.试验阶段：已经拆下瓣式侧活动板420的制土组件400及土体试样2，通过上配接套筒410和下配接套筒440组装至轴向拉力组件200和底板120之间，利用轴向拉力组件200提供竖直方向的拉力并记录土体试样2在竖直方向上的持续位移变化和拉力，利用径向压力组件300提供水平方向的压力并记录土体试样2在水平方向上的持续位移变化和压力，绘制土体试样2位移与应力的变化曲线，直接得到土体试样2在拉伸压缩耦合作用下的强度。
96.结合上述土体拉伸压缩耦合试验装置1的实施例，具体而言，第一步，将上配接套筒410与轴向固定卡座210连接，将下配接套筒440通过紧固螺栓470固定在反力框架100的底板120上；第二步，在上配接套筒410和轴向固定卡座210的轴向定位孔中插入轴向固定插
销260，将轴向位移传感器230安放在轴向固定插销260上，并将轴向传感器清零；第三步，通过轴向液压油缸243和轴向液压油管242将液压油施加在轴向加压油泵241中，通过轴向加压油泵241对轴向固定卡座210施加竖直方向拉力作用，轴向固定卡座210通过上配接套筒410将拉力均匀地施加给土体试样2，实现对土体试样2的均匀拉力作用；第四步，将瓣式围压活动板310安装至径向固定卡座330，其中，径向固定卡座330、径向应力传感器340、径向位移传感器350和径向加载结构360可以提前安装好，也可以后期使用时安装，然后，将细沙缓慢注入瓣式围压活动板310与土体试样2之间的缝隙中，并填满该缝隙；第五步，保持拉力不变，通过径向液压油缸363和径向液压油管362将液压油施加在径向加压油泵363中，通过瓣式围压活动板310及细沙对土体试样2施加均匀的径向压力，直到土体试样2在拉伸-压缩耦合作用下发生破裂，通过轴向位移传感器230和径向位置传感器记录土体试样2的持续位移变化，通过轴向应力传感器220和径向应力传感器340记录某恒定拉力过程中径向压力的大小，根据试验结果，绘制土体试样2位移与应力的变化曲线，直接得到土体试样2在拉伸压缩耦合作用下的强度。
97.可以理解的是，根据各组成结构的配合关系和安装关系可以合理地调整试验步骤，可以采用上述具体实施方式以外的步骤进行试验操作。
98.本实用新型实施例所提供的土体拉伸压缩耦合试验方法，采用如上任一实施方式所述的土体拉伸压缩耦合试验装置1，二者技术效果相同，在此不再赘述。
99.可以理解的是，上述实施例中的各部分可以进行自由地组合或删减以形成不同的组合实施例，在此不再赘述各个组合实施例的具体内容，在此说明之后，可以认为本实用新型说明书已经记载了各个组合实施例，能够支持不同的组合实施例。
100.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。