一种微型复杂荷载试验试样的制备用具

本技术涉及岩土工程试验领域，具体涉及一种微型复杂荷载试验试样的制备用具。

背景技术：

1、在现代岩土工程中经常会添加不同材料用以加固地基、边坡等地质薄弱处，这些材料一部分为水泥、石膏、高聚物等胶结材料，是通过将地基土胶结在一起来提高地基的强度；还有一部分是比地基土黏聚力更大的土体，更换成强度高的土来提高地基的强度。

2、这些材料在宏观方面有丰富的实践验证，但是在微观机理方面，像典型土体的微观结构、土颗粒间接触响应、单颗粒破碎特性还需要加以研究，在这种情况下微型复杂荷载试验应运而生。由于微型荷载试验的样品很小，用普通的加载仪很难在通过样品微小的受力结构面积施加荷载来完成压剪、压弯、压弯剪组合等一系列的复杂荷载试验。因此，本实用新型提出一种微型复杂荷载试验试样的制备用具。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种微型复杂荷载试验试样的制备用具，通过将样品与加载块胶结成一个整体，增加样品加载时的受力面积以提高加载的稳定性以及固定样品姿态，使试样便于完成压剪、压弯、压弯剪组合等一系列的复杂荷载试验，并且可以不同材料、不同形状大小的微型样品放置于同一微型复杂荷载加载装置中加载，以便于控制试验变量，使试验标准化、模块化，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种微型复杂荷载试验试样的制备用具，包括夹具和加载块，

4、所述夹具包括第一夹具和第二夹具，所述第一夹具和第二夹具均设有用于放置加载块的挖空槽，所述挖空槽设有贯穿第一夹具和第二夹具内壁的螺纹孔；

5、第一夹具中，所述挖空槽两侧设有第一螺栓和第二螺栓，所述第一螺栓和第二螺栓相互平行，其二者一端设置在第一夹具中，另一端向外延伸；所述第一夹具远离螺纹孔的外壁上焊接有夹头固定板，u型夹头安装在夹头固定板的连接孔上；第二夹具中，所述挖空槽两侧设有对应第一、二螺栓的通孔，所述通孔分别从第一、二螺栓向外延伸的一端套入，通过螺母将第一夹具和第二夹具形成固定；所述加载块包括第一加载块和第二加载块，所述第一加载块和第二加载块中心处设有用以填充胶结物的圆柱槽。

6、进一步地，所述u型夹头为硅胶材质，其留有活动口，u型夹头用于辅助固定样品位置。

7、进一步地，所述u型夹头活动连接在夹头固定板的连接孔上。

8、进一步地，所述u型夹头为替换式夹头，还包括圆筒形夹头和三角形夹头。

9、进一步地，所述圆筒形夹头通过第一连杆与连接孔连接，所述圆筒形夹头设有上支撑平台和下支撑平台，其二者通过连接杆连接，所述上支撑平台和下支撑平台为左右对称结构，中间设有圆筒夹头，两端设有凸起将圆筒夹头包围，所述圆筒夹头留有活动口。

10、进一步地，所述凸起的长度大于圆筒夹头的直径。

11、进一步地，所述三角形夹头通过第二连杆与连接孔连接，所述三角形夹头的夹臂设有弯折部，形成等腰三角形结构，其中底边留有活动口。

12、进一步地，所述三角形夹头中，三个内顶点处设有防止样品棱边破坏的方槽。

13、上述一种微型复杂荷载试验试样的制备用具的具体实施步骤包括：

14、s1、将胶结物涂刷在第一加载块的圆柱槽中并放置于第一夹具的挖空槽处，然后将螺栓穿入螺纹孔拧紧使第一加载块固定在第一夹具中；

15、s2、将要进行测试的样品放置于u型夹头中并调整方向于测试所需，然后改变样品上下位置使其一段与第一夹具中的第一加载块圆柱槽的胶结物充分接触；

16、s3、将胶结物涂刷在第二加载块的圆柱槽中并放置于第二夹具的挖空槽处，然后将螺栓穿入螺纹孔拧紧使第二加载块固定在第二夹具中。

17、s4、将第二夹具通过通孔套入第一夹具的第一、二螺栓中并调整位置，通过第二夹具的重力及螺栓的锚固力(通常为1n-2n)使第二加载块圆柱槽内的胶结物与样品充分接触，然后将螺母套入第一、二螺栓固定第二夹具的位置。

18、s5、在样品与第一、二加载块胶结硬化后，先松开第二夹具螺纹孔的螺栓使第二夹具与第二加载块处于松开状态，再松开第二夹具的两个螺母取下第二夹具。然后松开第一夹具螺纹孔的螺栓和u型夹头，最后将试样整体取出。

19、s6、将试样放置到加载装置中完成压剪、压弯、压弯剪组合等一系列的复杂荷载试验。

20、与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

21、本实用新型中，通过设置第一、二夹具和加载块，将不同材料、不同大小的样品制备成放入同一微型加载装置的试样，这样的试样增加样品加载时的受力面积以提高加载的稳定性以及固定样品姿态，在之后可以进行压剪、压弯、压弯剪组合等一系列的复杂荷载试验；针对样品与加载块间的胶结物尚未硬化的情况下的样品姿态问题，本实用新型设置了u型夹头，u型夹头采用硅胶材质使得夹具在不破坏样品的情况下保持样品与加载块胶结的方向和姿态，且u型夹头为替换式夹头，包括圆筒形夹头和三角形夹头；对于容易改变自身形状的柔性样品采用圆筒状夹头，以全包裹方式稳定样品形状，避免了加载阶段容易出现的样品受力点偏移的问题，并且圆筒状夹头上下两端均有支撑平台，可以防止上下夹具直接对柔性样品直接挤压导致形变，同时可以避免胶结物直接与夹头接触导致取样困难。对于三棱柱形试样配套有专门的三角形夹头，夹头的三个角处都有凹槽避免试样棱边破坏。

技术特征：

1.一种微型复杂荷载试验试样的制备用具，其特征在于，包括夹具和加载块，所述夹具包括第一夹具和第二夹具，所述第一夹具和第二夹具均设有用于放置加载块的挖空槽，所述挖空槽设有贯穿第一夹具和第二夹具内壁的螺纹孔；

2.根据权利要求1所述的一种微型复杂荷载试验试样的制备用具，其特征在于，所述u型夹头为硅胶材质，其留有活动口，u型夹头用于辅助固定样品位置。

3.根据权利要求1所述的一种微型复杂荷载试验试样的制备用具，其特征在于，所述u型夹头活动连接在夹头固定板的连接孔上。

4.根据权利要求2所述的一种微型复杂荷载试验试样的制备用具，其特征在于，所述u型夹头为替换式夹头，还包括圆筒形夹头和三角形夹头。

5.根据权利要求4所述的一种微型复杂荷载试验试样的制备用具，其特征在于，所述圆筒形夹头通过第一连杆与连接孔连接，所述圆筒形夹头设有上支撑平台和下支撑平台，其二者通过连接杆连接，所述上支撑平台和下支撑平台为左右对称结构，中间设有圆筒夹头，两端设有凸起将圆筒夹头包围，所述圆筒夹头留有活动口。

6.根据权利要求5所述的一种微型复杂荷载试验试样的制备用具，其特征在于，所述凸起的长度大于圆筒夹头的直径。

7.根据权利要求4所述的一种微型复杂荷载试验试样的制备用具，其特征在于，所述三角形夹头通过第二连杆与连接孔连接，所述三角形夹头的夹臂设有弯折部，形成等腰三角形结构，其中底边留有活动口。

8.根据权利要求7所述的一种微型复杂荷载试验试样的制备用具，其特征在于，所述三角形夹头中，三个内顶点处设有防止样品棱边破坏的方槽。

技术总结
本技术公开一种微型复杂荷载试验试样的制备用具，包括夹具和加载块，夹具包括第一夹具和第二夹具，第一、二夹具均设有挖空槽，挖空槽设有贯穿第一、二夹具内壁的螺纹孔；第一夹具的挖空槽两侧设有第一、二螺栓；第一夹具焊接有夹头固定板，U型夹头安装在夹头固定板的连接孔上；第二夹具中，挖空槽两侧设有对应第一、二螺栓的通孔，通孔分别从第一、二螺栓向外延伸的一端套入，通过螺母将第一夹具和第二夹具形成固定；加载块包括第一加载块和第二加载块，第一加载块和第二加载块中心处设有用以填充胶结物的圆柱槽；本技术能将不同类型的样品制备成放入同一微型加载装置的试样，提高加载的稳定性以及保持固定样品胶结的方向和姿态。

技术研发人员：王婉莹,梁兆邦
受保护的技术使用者：广东工业大学
技术研发日：20230714
技术公布日：2024/2/1