CN207336227U - 一种可测量试件弹性极限的单轴压缩试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种可测量试件弹性极限的单轴压缩试验装置，其特征在于，包括用于提供荷载的加压单元(1)、用于测量所述试件(10)轴向变形量的两个相同的位移传感器(2)、用于将荷载从加压单元(1)传递给所述试件(10)的上加载盘(3)和下加载盘(11)、用于测量接收信号及处理信号数据的计算机(4)、用于传递所述试件(10)受到压力的测力钢环(5)、用于测量所述试件(10)受到压力的压力传感器(6)、位移传递板(7)、定位杆(8)和固定螺栓(9)。本实用新型具有测试结果准确可靠、且能够同时测量试件弹性变形极限与试件单轴压缩弹性模量的特点，适用于土体室内单轴压缩试验。
Description
技术领域
本实用新型属于工程地质试验技术领域，具体提供一种可测量试件弹性极限的单轴压缩试验装置。
背景技术
土体材料在我国公路建设中起着举足轻重的作用，其作为路基结构的重要承重层，决定着道路使用寿命的长短。土体材料的弹性模量以及弹性极限作为路基结构主要设计参数，其取值的准确性对路基结构设计的合理性和经济性具有重要影响。
现有的室内土体单轴抗压强度测试方法中，土样轴向变形测量点位于其顶面，加载过程中由于端部应力集中而使得土样顶面轴向变形大于试件的平均轴向应变，从而使测得的弹性模量结果小于材料的实际弹性模量。对于弹性极限，现有的确定方法为根据土体单轴压缩试验的结果绘制应力-应变曲线，曲线中线性阶段的最大应力即为土体的弹性极限，这种方法存在较大的误差，且对于线性变形阶段不明显或没有线性变形阶段的土体无法使用。当两个参数均存在较大误差时，对于后续的计算会造成较大的影响。
发明内容
本实用新型的目的是为克服现有技术所存在的不足而提供一种可测量试件弹性极限的单轴压缩试验装置，本实用新型具有测试结果准确可靠、且能够同时测量试件弹性变形极限与试件单轴压缩弹性模量的特点，适用于土体室内单轴压缩试验。
根据本实用新型提出的一种可测量试件弹性极限的单轴压缩试验装置，其特征在于，包括用于提供荷载的加压单元(1)、用于测量所述试件(10)轴向变形量的两个相同的位移传感器(2)、用于将荷载从加压单元(1)传递给所述试件(10)的上加载盘(3)和下加载盘(11)、用于测量接收信号及处理信号数据的计算机(4)、用于传递所述试件(10)受到压力的测力钢环(5)、用于测量所述试件(10)受到压力的压力传感器(6)、位移传递板(7)、定位杆(8)和固定螺栓(9)；其中：所述加压单元(1)位于所述单轴压缩试验装置的底部；所述上加载盘(3)和下加载盘(11)分别置于所述试件(10)的顶部和底部；所述测力钢环(5)固定于所述单轴压缩试验装置的顶部，与所述上加载盘(3)连接；所述压力传感器(6)位于所述测力钢环(5)的中部；所述位移传递板(7)通过所述定位杆(8)设置在所述试件(10)之上，所述两个相同的位移传感器(2)设置在所述位移传递板(7)与下加载盘(3)之间；所述计算机(4)通过数据线(12)分别与位移传感器(2)及压力传感器(6)信号连接。
本实用新型与现有技术相比其显著优点在于：
一是本实用新型克服了现有试验方法直接测量试件在加载力作用下的端部竖向应变，无法去除端部应力集中效应的不利影响，并且试验得到的弹性模量与材料动态压缩弹性模量差异较大等缺点。
二是本实用新型实现了试件弹性极限的直接测量，避免了根据应力-应变曲线获得弹性极限带来的误差。
三是本实用新型实现了对于线性变形阶段不明显或没有线性变形阶段的土体弹性极限的确定。
四是本实用新型具有试验方法简单、结果准确可靠等特点。
附图说明
图1是本实用新型提出的一种可测量试件弹性极限的单轴压缩试验装置的结构示意图。
图2是图1所示的单轴压缩试验装置中位移传递板及压力传感器安装的正视结构示意图。
图3是图1所示的单轴压缩试验装置中位移传递板及压力传感器安装的俯视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。
本实用新型提出的一种可测量试件弹性极限的单轴压缩试验装置，包括用于提供荷载的加压单元(1)、用于测量所述试件(10)轴向变形量的两个相同的位移传感器(2)、用于将荷载从加压单元(1)传递给所述试件(10)的上加载盘(3)和下加载盘(11)、用于测量接收信号及处理信号数据的计算机(4)、用于传递所述试件(10)受到压力的测力钢环(5)、用于测量所述试件(10)受到压力的压力传感器(6)、位移传递板(7)、定位杆(8)和固定螺栓(9)；其中：所述加压单元(1)位于所述单轴压缩试验装置的底部；所述上加载盘(3)和下加载盘(11)分别置于所述试件(10)的顶部和底部；所述测力钢环(5)固定于所述单轴压缩试验装置的顶部，与所述上加载盘(3)连接；所述压力传感器(6)位于所述测力钢环(5)的中部；所述位移传递板(7)通过所述定位杆(8)设置在所述试件(10)之上，所述两个相同的位移传感器(2)设置在所述位移传递板(7)与下加载盘(3)之间；所述计算机(4)通过数据线(12)分别与位移传感器(2)及压力传感器(6)信号连接。
本实用新型提出的一种可测量试件弹性极限的单轴压缩试验装置的进一步优选方案是：
所述位移传递板(7)位于所述试件(10)与上加载盘之间，两侧固定所述位移传感器(2)，并通过两个开孔沿所述定位杆(8)滑动；所述位移传递板(7)包括上塑料片、刚性铁片和下塑料片，三者依次通过固定螺栓(9)连接。
所述位移传递板(7)与所述下加载盘之间平行设置有所述两个相同的位移传感器(2)，所述两个相同的位移传感器(2)与所述试件(10)端面垂直，且沿所述试件(10)的直径方向等间距设置。
所述位移传递板(7)与所述下加载盘(3)之间平行设置有所述定位杆(8)，所述位移传递板(7)通过所述两个开孔沿所述定位杆(8)滑动，所述定位杆(8)的下部通过固定螺栓与下加载盘(3)连接，且沿所述试件(10)的直径方向等间距设置。
下面结合附图进一步公开本实用新型的具体实施例。
如图1、图2和图3所示，本实用新型提出的一种可测量试件弹性极限的单轴压缩试验装置，包括用于提供荷载的加压单元(1)、用于测量试件轴向变形量的两个相同的位移传感器(2)、用于将荷载从加压单元(1)传递给所述试件(10)的上加载盘(3)和下加载盘(11)、用于测量接收信号及处理信号数据的计算机(4)、用于传递所述试件(10)受到压力的测力钢环(5)、用于测量所述试件(10)受到压力的压力传感器(6)、位移传递板(7)、定位杆(8)和固定螺栓(9)；其中；位移传感器(2)分为左位移传感器和右位移传感器。
测试时，所述下加载盘(11)分别位于所述试件(10)的底部，所述位移传递板(7)位于所述试件(10)的顶部，所述上加载盘(3)位于所述位移传递板(7)之上，用于将荷载从所述加压装置(1)传递给所述试件(10)。
所述左位移传感器和右位移传感器通过位移传递板(7)安装于所述试件(10)中部的两侧，与所述试件(10)端面垂直，且沿所述试件(10)的直径方向等间距设置。所述定位杆(8)的下部通过固定螺栓(9)与所述下加载盘固定，所述定位杆(8)的上部通过所述位移传递板(7)上的开孔穿过所述位移传递板(7)，使其可上下滑动。加载过程中，所述左位移传感器和右位移传感器分别测得压缩变形的平均值即为所述试件中间段的平均轴向变形量ΔL，由此得到应变量ε。
测力钢环(5)固定于所述单轴压缩试验装置的顶部，测力钢环(5)与所述单轴压缩试验装置的上加载盘连接，用于传递所述试件(10)受到的压力。压力传感器(6)位于所述测力钢环(5)的中部，通过测量测力钢环(5)受到的压力而间接的测量所述试件(10)受到的压力。加载过程中，所述压力传感器(6)测得的压力值即为所述试件(10)的应力σ。
所述计算机(4)分别与左位移传感器、右位移传感器和压力传感器信号连接，用于记录、处理传感器测得的数据。
各部件安装完毕后，利用加压设备对所述试件(10)施加荷载。通过所述计算机(4)进行控制，当所述试件(10)每受到1KPa的压力时，反向运行所述加压装置(1)，观察位移值的变化。直至某次加压后，所述试件(10)的位移值没有回到初始状态，则本次的压力值即为所述试件(10)的弹性极限σe。
正向运行所述加压装置(1)，记录所述试件(10)在开始加载后每隔0.02s所承受的压力和产生的轴向变形，并绘制应力-应变曲线，再通过所述计算机(4)计算即可得到弹性模量E。
本实用新型的具体实施方式中凡未涉到的说明属于本领域的公知技术，可参考公知技术加以实施。
本实用新型经反复试验验证，取得了满意的试用效果。
以上具体实施方式及实施例是对本实用新型提出的一种可测量试件弹性极限的单轴压缩试验装置技术思想的具体支持，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在本技术方案基础上所做的任何等同变化或等效的改动，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围。
Claims (4)
1.一种可测量试件弹性极限的单轴压缩试验装置，其特征在于，包括用于提供荷载的加压单元(1)、用于测量所述试件(10)轴向变形量的两个相同的位移传感器(2)、用于将荷载从加压单元(1)传递给所述试件(10)的上加载盘(3)和下加载盘(11)、用于测量接收信号及处理信号数据的计算机(4)、用于传递所述试件(10)受到压力的测力钢环(5)、用于测量所述试件(10)受到压力的压力传感器(6)、位移传递板(7)、定位杆(8)和固定螺栓(9)；其中：所述加压单元(1)位于所述单轴压缩试验装置的底部；所述上加载盘(3)和下加载盘(11)分别置于所述试件(10)的顶部和底部；所述测力钢环(5)固定于所述单轴压缩试验装置的顶部，与所述上加载盘(3)连接；所述压力传感器(6)位于所述测力钢环(5)的中部；所述位移传递板(7)通过所述定位杆(8)设置在所述试件(10)之上，所述两个相同的位移传感器(2)设置在所述位移传递板(7)与下加载盘(3)之间；所述计算机(4)通过数据线(12)分别与位移传感器(2)及压力传感器(6)信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种可测量试件弹性极限的单轴压缩试验装置，其特征在于，所述位移传递板(7)位于所述试件(10)与上加载盘之间，两侧固定所述位移传感器(2)，并通过两个开孔沿所述定位杆(8)滑动；所述位移传递板(7)包括上塑料片、刚性铁片和下塑料片，三者依次通过固定螺栓(9)连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种可测量试件弹性极限的单轴压缩试验装置，其特征在于，所述位移传递板(7)与所述下加载盘之间平行设置有所述两个相同的位移传感器(2)，所述两个相同的位移传感器(2)与所述试件(10)端面垂直，且沿所述试件(10)的直径方向等间距设置。
4.根据权利要求2所述的一种可测量试件弹性极限的单轴压缩试验装置，其特征在于，所述位移传递板(7)与所述下加载盘(3)之间平行设置有所述定位杆(8)，所述位移传递板(7)通过所述两个开孔沿所述定位杆(8)滑动，所述定位杆(8)的下部通过固定螺栓与下加载盘(3)连接，且沿所述试件(10)的直径方向等间距设置。
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