一种单轴拉压转换实验装置的制作方法

1.本发明涉及岩土工程实验测试技术领域，具体涉及一种单轴拉压转换实验装置。


背景技术：

2.在岩土工程测试领域，岩体基本力学参数的准确获取，岩体基本力学参数的准确获取，对于岩土工程的设计与安全评估尤为重要。常见的获取岩体基本力学参数的测试装置根据使用场景可以分为室内和原位两类，其中室内测试装置包括刚性伺服试验机、三轴压缩仪等。现有的岩体实验仪器存在以下主要问题：
3.目前实验室仪器主要以剪切和压缩为主，无法专门进行岩土材料拉伸的实验仪器。但是张拉参数的在某些施工环境下同样重要，也需要通过试验获取参数，单独开发张拉设备价格昂贵，性价比底，尤其开发对结冰土和含土冰参数的测量。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种单轴拉压转换实验装置，能够解决现有技术中做压缩做实验的实验室仪器，无法进行岩土火冰材料拉伸实验的问题。
5.为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
6.本发明提供一种单轴拉压转换实验装置，包括：
7.固定板，其一侧设有一夹具，所述夹具用于夹持待测件的一端；
8.活动板，其与所述固定板间隔设置，所述活动板与固定板的相对侧设有用于夹持所述持待测件另一端的另一夹具；
9.至少两根支撑杆，其一端与所述固定板固定连接，另一端穿过所述活动板，并可相对所述活动板滑动；
10.驱动机构，其用于驱动所述活动板相对于所述固定板移动。
11.在一些可选的方案中，所述驱动机构包括：
12.至少两根驱动杆，其一端穿过所述固定板，抵持在所述活动板上；
13.驱动板，其设置在所述驱动杆的另一端。
14.在一些可选的方案中，所述夹具均包括两块圆弧夹持块，两块所述圆弧夹持块相对设置形成夹持所述待测件的夹持区域。
15.在一些可选的方案中，所述固定板和活动板均设有滑槽，所述圆弧夹持块上设有可在卡设在所述滑槽内并可滑动的滑块，每块所述圆弧夹持块的外侧设有驱动件，用于驱动所述块圆弧夹持块与其匹配的另一所述圆弧夹持块相互靠近，以夹持所述待测件。
16.在一些可选的方案中，所述驱动件包括：
17.支撑座，其与所述固定板或活动板连接，所述支撑座内设有调节螺孔；
18.调整螺栓，其一端穿过所述调节螺孔抵持在所述圆弧夹持块的外侧。
19.在一些可选的方案中，该单轴拉压转换实验装置还包括传力机构，所述传力机构
包括可择一选择的多个传力组件，每一所述传力组件包括两个传力件，所述传力件一端用于卡设在所述夹具内，另一端用于伸入所述待测件内，且不同所述传力件用于卡设在所述夹具内一端的横截面积不同。
20.在一些可选的方案中，所述传力件包括：
21.承力盘，用于卡设在所述夹具内；
22.传力筒，其一端与所述承力盘的一侧连接，另一端用于伸入所述待测件内。
23.在一些可选的方案中，所述传力筒用于伸入所述待测件内一端的外侧设有环形限位突起。
24.在一些可选的方案中，所述承力盘的横截面呈圆形。
25.在一些可选的方案中，所述活动板上设有限位孔，所述支撑杆通过限位孔穿过所述活动板，且所述限位孔内设有使所述支撑杆穿过的滑套。
26.与现有技术相比，本发明的优点在于：将待测件的两端分别夹持在活动板与固定板上设置的夹具内，使活动板位于支撑杆的中部位置，将整个实验装置放置在抗压测试仪的试验平台上，支撑杆穿过活动板的端部支撑在试验平台，抗压测试仪的下压装置利用驱动机构驱动活动板相对于固定板移动，即可将抗压测试仪的下压力转化为拉伸力，实现活动板与固定板上夹具之间夹持待测件的拉伸实验。并且可以利用原有抗压测试仪上的压力传感器，通过抗压测试仪上的压力传感器上获得压力数据，即可对活动板与固定板上夹具之间夹持待测件的抗拉性能进行评价。本方案可利用现有的压缩实验装置实现拉伸实验。
附图说明
27.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，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。
28.图1为本发明实施例中单轴拉压转换实验装置的结构示意图；
29.图2为本发明实施例中驱动件的结构示意图；
30.图3为本发明实施例中实验结果示意图。
31.图中：1、固定板；2、夹具；3、活动板；4、支撑杆；5、驱动机构；51、驱动杆；52、驱动板；6、传力件；61、承力盘；62、传力筒；63、环形限位突起；7、驱动件；71、支撑座；72、调整螺栓。
具体实施方式
32.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
33.以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
34.图1为本发明实施例中单轴拉压转换实验装置的结构示意图，如图1所示，本发明提供一种单轴拉压转换实验装置，包括：固定板1、活动板3、驱动机构5和至少两根支撑杆4。
35.固定板1一侧设有一夹具2，夹具2用于夹持待测件的一端；活动板3与固定板1间隔设置，活动板3与固定板1的相对侧设有用于夹持持待测件另一端的另一夹具2；至少两根支撑杆4一端与固定板1固定连接，另一端穿过活动板3，并可相对活动板3滑动；驱动机构5用于驱动活动板3相对于固定板1移动。
36.在使用时，将待测件的两端分别夹持在活动板3与固定板1上设置的夹具2内，此时活动板3位于支撑杆4的中部位置，将整个实验装置放置在抗压测试仪的试验平台上，此时，支撑杆4穿过活动板3的端部支撑在试验平台，抗压测试仪的下压装置利用驱动机构5驱动活动板3相对于固定板1移动，即可将抗压测试仪的下压力转化为拉伸力，实现活动板3与固定板1上夹具2之间夹持待测件的拉伸实验。并且可以利用原有抗压测试仪上的压力传感器，通过抗压测试仪上的压力传感器上获得压力数据，即可对活动板3与固定板1上夹具2之间夹持待测件的抗拉性能进行评价。
37.在本例中，该单轴拉压转换实验装置包括四根支撑杆4，四根支撑杆4呈矩形设置，分别位于矩形的四个顶点上。这样可以对固定板1起到较好的支持作用。另外，支撑杆4一端与固定板1固定连接，另一端穿过活动板3并可相对活动板3滑动，可还可以调节活动板3与固定板1之间的间距，以适应不同长度的待测件。待测件为结冰土、含土冰、冰块或者岩石。
38.在一些可选的实施例中，驱动机构5包括：驱动板52和至少两根驱动杆51。至少两根驱动杆51一端穿过固定板1，抵持在活动板3上；驱动板52设置在驱动杆51的另一端。
39.在使用时，将待测件的两端分别夹持在活动板3与固定板1上设置的夹具2内，整个实验装置放置在抗压测试仪的试验平台上，支撑杆4穿过活动板3的端部支撑在试验平台，抗压测试仪的下压装置下压在驱动板52上，驱动板52通过穿过固定板1，并抵持在活动板3上的驱动杆51驱动活动板3相对于固定板1移动，即可将抗压测试仪的下压力转化为拉伸力，实现活动板3与固定板1上夹具2之间夹持待测件的拉伸实验。
40.本例中，驱动杆51也为四根，分别位于矩形的四个顶点上，并位于夹具2的四周，可使待测件受力均匀。
41.在一些可选的实施例中，夹具2均包括两块圆弧夹持块，两块圆弧夹持块相对设置形成夹持待测件的夹持区域。
42.本例中，圆弧夹持块为半环形钢桶，夹具2由两块半环形钢桶拼接而成，两块圆弧夹持块相对设置形成夹持区域，可方便待测件的夹持。
43.图2为本发明实施例中驱动件的结构示意图，如图3所示，在一些可选的实施例中，固定板1和活动板3均设有滑槽，圆弧夹持块上设有可在卡设在滑槽内并可滑动的滑块，每块圆弧夹持块的外侧设有驱动件7，用于驱动圆弧夹持块与其匹配的另一圆弧夹持块相互靠近，以夹持待测件。
44.在本实施例中，固定板1和活动板3上圆弧夹持块的对应的位置都设有滑槽，圆弧夹持块上设有可在卡设在滑槽内并可滑动的滑块，向需要夹持待测件时，将待测件放置在两块圆弧夹持块相对设置形成夹持区域之间，再通过驱动件7驱动圆弧夹持块与其匹配的另一圆弧夹持块相互靠近，以夹持待测件。本例中两块圆弧夹持块外侧的驱动件7均可以驱动圆弧夹持块，两块圆弧夹持块可相互靠近。这样的设置可使固定板1和活动板3的夹具更容易调节至同轴，并可适应不同直径的待测件。
45.在一些可选的实施例中，驱动件7包括：支撑座71和调整螺栓72。支撑座71与固定
板1或活动板3连接，支撑座71内设有调节螺孔；调整螺栓72一端穿过调节螺孔抵持在圆弧夹持块的外侧。
46.在本实施例中，通过在固定板1或者活动板3上设置支撑座71，调整螺栓穿过支撑座71内设置的调节螺孔抵持在圆弧夹持块的外侧，旋转调整螺栓72相对于支撑座71伸出的长度不同，即可实现使两块圆弧夹持块将待测件夹持住。另外，这样的设计，可以使该装置适应不同直径待测件的夹持需求。
47.在一些可选的实施例中，该单轴拉压转换实验装置还包括传力机构，传力机构包括可择一选择的多个传力组件，每一传力组件包括两个传力件6，传力件6一端用于卡设在夹具2内，另一端用于伸入待测件内，且不同传力件6用于卡设在夹具2内一端的横截面积不同。
48.在本实施例中，在利用该单轴拉压转换实验装置时，在需要夹持结冰土、含土冰或者冰块时，可将两个传力件6一端伸入至还未结冰的制作待测件的容器内，并位于待测件的两端，待测件结冰后，可将传力件6的另一端用于卡设在夹具2内，这样就可以实现对结冰土、含土冰或者冰块的抗拉实验。并且在利用夹具2夹持待测件时，夹具2夹持在传力件6的端部，也不会破坏待测件的内部结构，避免影响待测件的测量结果。另外，不同传力件6用于卡设在夹具2内一端的横截面积不同，可以适应不同截面积待测件的夹持需求。
49.在一些可选的实施例中，传力件6包括：承力盘61和传力筒62。承力盘61用于卡设在夹具2内；传力筒62一端与承力盘61的一侧连接，另一端用于伸入待测件内。
50.在本实施例中，在需要夹持结冰土、含土冰或者冰块时，将两个传力件6的传力筒62伸入至还未结冰的制作待测件的容器内，并位于待测件的两端，待测件结冰后，可将传力件6的承力盘61卡设在夹具2内，这样就可以实现对结冰土、含土冰或者冰块的抗拉实验。
51.本例中，将传力筒62深入至还未结冰的制作待测件的容器内，传力筒62内外均可以提供与冰结合的摩擦力，使待测件与传力筒62的连接更加稳固。
52.在一些可选的实施例中，传力筒62用于伸入待测件内一端的外侧设有环形限位突起63。
53.在本实施例中，传力筒62用于伸入待测件内一端的外侧设有一圈环形限位突起63。在其他实施例中，传力筒62上可设有多圈沿轴向方向间隔设置的多圈环形限位突起。这样可以提高传力件6与待测件之间的粘结力，以使在实验时，传力筒62与待测件之间更难脱落。以有利于实验的进行。
54.在一些可选的实施例中，承力盘61的横截面呈圆形。
55.本例中，待测件的横截面为圆形，所以将承力盘61同样设计为横截面呈圆形。不同传力组件的承力盘61的直径不同，以适应不同直径的待测件，且不同直径承力盘61对应的传力筒62上对应设置环形限位突起63的外径不同。承力盘61直径越大，传力筒62上对应设置环形限位突起63的外径越大。以提供更好的传力件6与待测件之间的粘结力。
56.在一些可选的实施例中，活动板3上设有限位孔，支撑杆4通过限位孔穿过活动板3，且限位孔内设有使支撑杆4穿过的滑套。
57.本例中，支撑杆4通过活动板3上限位孔穿内设置的滑套中穿过，有利于限定活动板3和固定板1之间的相对位置，在支撑杆4和滑套配合起到对活动板3的限位作用，并减少摩擦。避免实验时，活动板3和固定板1之间相对晃动，影响实验数据。
58.此外，驱动杆51穿过固定板1的对应位置上，通样设有限位孔，在限位孔内同样设有滑套，可减少驱动杆51与固定板1之间的相对摩擦，也提高了驱动杆51和固定板1之间的稳定性。即提高了施加到活动板3上力的稳定性。
59.综上，在使用时，将待测件的两端分别夹持在活动板3与固定板1上设置的夹具2内，此时活动板3位于支撑杆4的中部位置，将整个实验装置放置在抗压测试仪的试验平台上，此时，支撑杆4穿过活动板3的端部支撑在试验平台，抗压测试仪的下压装置利用驱动机构5驱动活动板3相对于固定板1移动，即可将抗压测试仪的下压力转化为拉伸力，实现活动板3与固定板1上夹具2之间夹持待测件的拉伸实验。并且可以利用原有抗压测试仪上的压力传感器，通过抗压测试仪上的压力传感器上获得压力数据，即可对活动板3与固定板1上夹具2之间夹持待测件的抗拉性能进行评价。
60.在需要夹持结冰土、含土冰或者冰块时，可将两个传力件6一端伸入至还未结冰的制作待测件的容器内，并位于待测件的两端，待测件结冰后，可将传力件6的另一端用于卡设在夹具2内，这样就可以实现对结冰土、含土冰或者冰块的抗拉实验。并且在利用夹具2夹持待测件时，夹具2夹持在传力件6的端部，也不会破坏待测件的内部结构，避免影响待测件的测量结果。另外，不同传力件6用于卡设在夹具2内一端的横截面积不同，可以适应不同截面积待测件的实验需求。利用该装置进行冰块的拉伸实验，得到的实验数据如图3所示。
61.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
62.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
63.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的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技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术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申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。