一種真三軸試驗(yàn)儀中主應(yīng)力施加裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種真三軸試驗(yàn)儀中主應(yīng)力施加裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，用于室內(nèi)土體試驗(yàn)的各種各樣的真三軸儀大體上可以歸為兩大類。第一類真三軸儀三個(gè)主應(yīng)力非完全獨(dú)立地施加，大、中主應(yīng)力σ2是在小主應(yīng)力σ3的基礎(chǔ)上分別施加偏應(yīng)力σ3、σ2-σ3得到的，此類真三軸儀難以進(jìn)行如等傅^等特殊應(yīng)力路徑試驗(yàn)。
[0003]第二類真三軸儀可以完全獨(dú)立的施加三個(gè)主應(yīng)力。這類真三軸儀的大、中、小主應(yīng)力可在三個(gè)方向之間自由輪換，因此可以方便地進(jìn)行各種應(yīng)力路徑試驗(yàn)。缺點(diǎn)是這類儀器三個(gè)方向的加壓系統(tǒng)之間都容易相互干擾。
[0004]第二類儀器中主應(yīng)力加壓方式主要有剛性加壓板加壓和柔性橡皮膜加壓兩種。采用柔性橡皮膜加壓，雖然可以克服三個(gè)方向相互干擾的問題，但是往往存在加壓面壓力分布不均勻以及施加的壓力水平有限等問題，壓力過大，橡皮膜可能破壞，尤其對于粗粒土更是如此。而采用剛性板加壓雖然可以解決壓力分布不均勻、施加的壓力水平有限的問題，但是由于剛性板缺乏變形協(xié)調(diào)性，經(jīng)常出現(xiàn)加壓系統(tǒng)之間相互干擾的問題。
[0005]由此，有研宄者提出了采用剛性加壓板與柔性填充物逐層相間疊合的方法來解決加載過程中相互干擾的問題，取得了一些效果。但新的問題來了，首先，試驗(yàn)過程中，由于柔性填充物剛度很小，在軸向壓力下，部分土體擠進(jìn)加壓板空隙中，形成凹凸不平的接觸表面，一方面增大了試樣與加壓板間摩擦力，另一方面阻礙了試樣軸向變形的發(fā)展，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果失真；其次，由于加壓板和填充物剛度差異很大，與試樣接觸時(shí)形成軟硬交錯(cuò)的接觸面，在試樣表面附近形成極為復(fù)雜的應(yīng)力場，對試驗(yàn)結(jié)果的影響很難評(píng)估，不利于試驗(yàn)結(jié)果分析與運(yùn)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種真三軸試驗(yàn)儀中主應(yīng)力施加裝置。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種真三軸試驗(yàn)儀中主應(yīng)力施加裝置，包括分別設(shè)置在試樣兩側(cè)的兩個(gè)底座；所述兩個(gè)底座上均設(shè)有能在所述底座上水平移動(dòng)、且能在豎直方向上伸縮的加載單元；所述試樣其中一側(cè)的加載單元外側(cè)與加壓裝置接觸；所述試樣另外一側(cè)的加載單元外側(cè)與反力支架接觸，所述反力支架上安裝有應(yīng)力傳感器。
[0008]所述兩個(gè)加載單元的頂端均與能在所述加載單元上水平移動(dòng)的軸向加壓支架接觸；所述試樣頂端與承壓板接觸；所述承壓板與豎直設(shè)置的軸向傳力桿底端接觸；所述軸向傳力桿頂端與所述軸向加壓支架固定連接。保證軸向加壓過程中試樣的軸向變形與中主應(yīng)力加載裝置豎向變形協(xié)調(diào)一致。
[0009]所述底座包括導(dǎo)軌和設(shè)置在所述導(dǎo)軌上、且能在所述導(dǎo)軌上轉(zhuǎn)動(dòng)的多個(gè)軸承；該底座結(jié)構(gòu)簡單，制作方便。
[0010]所述加載單元包括下加壓板和與所述下加壓板平行的上加壓板；所述下加壓板和上加壓板之間平行設(shè)置有多個(gè)中間加壓板；所述下加壓板與中間加壓板之間、相鄰的中間加壓板之間、所述上加壓板與中間加壓板之間均設(shè)有彈性橡皮管；所述下加壓板下表面與所述試樣底面處于同一水平面上；所述下加壓板下表面與所述軸承接觸；所述上加壓板、多個(gè)中間加壓板上均開設(shè)有至少一個(gè)通孔，豎直設(shè)置的立柱自所述通孔穿過所述上加壓板和多個(gè)中間加壓板，且所述立柱底端與所述下加壓板固定連接；所述立柱橫截面直徑小于所述通孔底面直徑。該加載單元水平向、豎直向均可以自由滑動(dòng)，可在試樣一側(cè)任意獨(dú)立施加中主應(yīng)力，由反作用原理在另一側(cè)得出其應(yīng)力值。通孔大小略大于立柱的直徑，以便上加壓板、中間加壓板能上下自由移動(dòng)。
[0011]所述下加壓板、上加壓板靠近所述試樣的一側(cè)分別與下接觸擋板、上接觸擋板固定連接，且所述下接觸擋板頂部與所述上接觸擋板底部接觸且能在豎直方向上相對滑動(dòng)。下接觸擋板、上接觸擋板克服了試驗(yàn)時(shí)摩擦力過大以及土體擠入中間加壓板的問題。
[0012]所述下加壓板和上加壓板靠近所述試樣的一側(cè)均開設(shè)有L形凹槽；所述下接觸擋板底端、上接觸擋板頂端均設(shè)有與所述凹槽匹配的榫頭；所述榫頭卡合到所述凹槽內(nèi)。凹槽和榫頭的連接牢固，防止擋板松動(dòng)。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所具有的有益效果為:本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了真三軸中主應(yīng)力的獨(dú)立施加，同時(shí)解決了現(xiàn)行采用加壓板疊合施加中主應(yīng)力時(shí)摩擦力過大以及土體擠進(jìn)縫隙導(dǎo)致試驗(yàn)誤差過大的問題，為進(jìn)一步分析三維應(yīng)力狀態(tài)下土體力學(xué)特性奠定了基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例中主應(yīng)力加壓裝置示意圖；
[0015]圖2為下加壓板構(gòu)造示意圖；
[0016]圖3為中間加壓板構(gòu)造示意圖；
[0017]圖4為上加壓板構(gòu)造示意圖；
[0018]圖5為接觸擋板構(gòu)造示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1-圖3所示，本實(shí)用新型一實(shí)施例包括導(dǎo)軌2和設(shè)置在所述導(dǎo)軌2上、且能在所述導(dǎo)軌2上轉(zhuǎn)動(dòng)的多個(gè)軸承3 ;加載單元包括下加壓板5和與所述下加壓板5平行的上加壓板8 ;所述下加壓板5和上加壓板8之間平行設(shè)置有多個(gè)中間加壓板7 ;所述下加壓板5與中間加壓板7之間、相鄰的中間加壓板7之間、所述上加壓板8與中間加壓板7之間均設(shè)有彈性橡皮管6 ;所述下加壓板5下表面與所述試樣25底面處于同一水平面上；所述下加壓板5下表面與所述軸承3接觸；所述上加壓板8、多個(gè)中間加壓板7上均開設(shè)有至少一個(gè)通孔12，豎直設(shè)置的立柱9自所述通孔12穿過所述上加壓板8和多個(gè)中間加壓板7，且所述立柱9底端與所述下加壓板5固定連接；所述立柱9橫截面直徑小于所述通孔12底面直徑；軸向加壓支架19通過滾軸20與所述上加壓板8接觸；下加壓板5、上加壓板8靠近所述試樣25的一側(cè)分別與下接觸擋板14、上接觸擋板16固定連接，且所述下接觸擋板14頂部與所述上接觸擋板16底部接觸且能在豎直方向上相對滑動(dòng)。
[0020]下加壓板5和上加壓板8靠近所述試樣25的一側(cè)均開設(shè)有L形凹槽11 ;所述下接觸擋板14底端、上接觸擋板16頂端均設(shè)有與所述凹槽11匹配的榫頭13 ;所述榫頭13卡合到所述凹槽11內(nèi)。
[0021]立柱9的頂部設(shè)有螺帽10，可以防止上加壓板8松動(dòng)。
[0022]每片中間加壓板的厚度可取4mm-6mm，寬度與試樣寬度保持一致，目前真三軸試驗(yàn)通常采用立方體試樣，中主應(yīng)力加載面的寬度一般在30mm-60mm。固定在下加壓板5上的立柱9的