一種混合邊界加載方式的級配碎石真三軸儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
:
[0001]本實用新型屬于道路工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種混合邊界加載方式的級配碎石真三軸儀。
【背景技術(shù)】
:
[0002]道路工程中，級配碎石處于復(fù)雜的三維應(yīng)力場中，一般處于壓剪應(yīng)力狀態(tài)。在壓剪應(yīng)力的作用下，級配碎石結(jié)構(gòu)的破壞往往是離散材料結(jié)構(gòu)的屈服應(yīng)力達(dá)到上限，引起材料發(fā)生塑性流動變形而造成的。常規(guī)三軸壓力試驗研究了圍壓對級配碎石變形和破壞的影響，而未考慮中主應(yīng)力對級配碎石彈塑性特性的影響。在不等壓三軸應(yīng)力狀態(tài)下中間主應(yīng)力對級配碎石變形強(qiáng)度特性的影響，是近年來以來道路工程領(lǐng)域探索的前沿課題之一。
【實用新型內(nèi)容】:
[0003]本實用新型的目的針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種混合邊界加載方式的級配碎石真三軸儀。
[0004]為達(dá)到上述目的，本實用新型采用如下的技術(shù)方案予以實現(xiàn):
[0005]—種混合邊界加載方式的級配碎石真三軸儀，包括壓力室組件和加載系統(tǒng)；其中，
[0006]壓力室組件包括壓力室底座，設(shè)置在壓力室底座頂部四周的四個剛性加載板，以及分別設(shè)置在四個剛性加載板外側(cè)的四個剛性加載端，壓力室底座和四個剛性加載板形成一個立方腔體，立方體試樣位于該立方腔體內(nèi)，四個剛性加載板和立方體試樣的頂部自下而上設(shè)置有頂部剛性加載板和壓力室蓋板，該壓力室蓋板的中心處開設(shè)有槽孔，槽孔內(nèi)的頂部剛性加載板外側(cè)設(shè)置有頂部剛性加載端；
[0007]加載系統(tǒng)包括平行設(shè)置的加載系統(tǒng)底板和加載系統(tǒng)頂板，設(shè)置在加載系統(tǒng)底板和加載系統(tǒng)頂板之間的四個伺服加載系統(tǒng)，以及設(shè)置在加載系統(tǒng)頂板頂部的軸向伺服加載系統(tǒng)；試驗時，壓力室組件設(shè)置在加載系統(tǒng)底板和加載系統(tǒng)頂板之間，四個伺服加載系統(tǒng)和軸向伺服加載系統(tǒng)分別用于對四個剛性加載端和頂部剛性加載端施力。
[0008]本實用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于，壓力室蓋板中心處開設(shè)的槽孔為方形槽孔。
[0009]本實用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于，每個剛性加載板與立方體試樣周向之間還設(shè)置有一個復(fù)合式加載板。
[0010]本實用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于，每個復(fù)合式加載板包括彈性格柵以及用于填充該彈性格柵空隙處的剛性塊。
[0011]本實用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于，加載系統(tǒng)還包括設(shè)置在壓力室底座與加載系統(tǒng)底板之間的鋼墊片。
[0012]本實用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于，加載系統(tǒng)還包括設(shè)置在壓力室底座與加載系統(tǒng)底板之間的升降式滑動導(dǎo)軌。
[0013]本實用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于，每個伺服加載系統(tǒng)和軸向伺服加載系統(tǒng)均包括液壓油缸以及用于控制液壓油缸伸縮的控制器。
[0014]本實用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于，壓力室底座頂部和壓力室蓋板底部均開始有方形槽，頂部剛性加載板設(shè)置在壓力室蓋板的方形槽內(nèi)，且四個剛性加載板的兩端分別設(shè)置在壓力室底座的方形槽四周和壓力室蓋板的方形槽四周上。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益技術(shù)效果:
[0016]本實用新型提供的混合邊界加載方式的級配碎石真三軸儀，具有構(gòu)造簡單、使用試件尺寸大，能夠完成三向荷載施加，施加荷載強(qiáng)度高的優(yōu)點。
[0017]其中，本實用新型使用五套液壓伺服系統(tǒng)施加混合式邊界加載，級配碎石試樣可實現(xiàn)三向等壓加載和三向不等壓加載，并且可以實現(xiàn)不同荷載方式加載。當(dāng)軸向荷載最大時，級配碎石試樣在豎直方向發(fā)生壓縮變形，試樣水平方向的混合式加載板也隨著壓縮變形；當(dāng)水平方向荷載最大時，由于剛性加載板和底座都經(jīng)過特殊處理同理，可自由滑動，試樣可在水平方向發(fā)生壓縮變形，另外兩個方向隨之發(fā)生膨脹。各剛性加載板之間預(yù)留有一定的間距，也可有效地避免剛性加載板之間的相互干擾。
【附圖說明】
:
[0018]圖1為級配碎石真三軸儀壓力室組件的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為級配碎石真三軸儀壓力室組件的縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為級配碎石真三軸儀壓力室組件的立體示意圖。
[0021]圖4為級配碎石真三軸儀的立體示意圖。
[0022]圖5為復(fù)合式加載板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中:1為第一剛性加載端，4為第二剛性加載端，7為第三剛性加載端，10為第四剛性加載端，2為第一剛性加載板，5為第二剛性加載板，8為第三剛性加載板，11為第四剛性加載板，3為第一復(fù)合式加載板，6為第二復(fù)合式加載板，9為第三復(fù)合式加載板，12為第四復(fù)合式加載板；13為壓力室底座，14為立方體試樣；15為彈性格柵，16為剛性塊，17為壓力室蓋板，18為頂部剛性加載板，19為頂部剛性加載端；
[0024]20為軸向伺服加載系統(tǒng)，21為第一伺服加載系統(tǒng)，22為第二伺服加載系統(tǒng)，23為第三伺服加載系統(tǒng)，24為第四伺服加載系統(tǒng)；25為壓力室組件，26為升降式滑動導(dǎo)軌，27為鋼墊片，28為加載系統(tǒng)頂板，29為加載系統(tǒng)底板。
【具體實施方式】
:
[0025]以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0026]如圖1至圖4所示，本實用新型一種混合邊界加載方式的級配碎石真三軸儀，包括壓力室組件25和加載系統(tǒng)；其中，壓力室組件25包括壓力室底座13，設(shè)置在壓力室底座13頂部四周的四個剛性加載板，以及分別設(shè)置在四個剛性加載板外側(cè)的四個剛性加載端，壓力室底座13和四個剛性加載板形成一個立方腔體，立方體試樣14位于該立方腔體內(nèi)，四個剛性加載板和立方體試樣14的頂部自下而上設(shè)置有頂部剛性加載板18和壓力室蓋板17，該壓力室蓋板17的中心處開設(shè)有方形槽孔，方形槽孔內(nèi)的頂部剛性加載板18外側(cè)設(shè)置有頂部剛性加載端19。此外，壓力室底座13為剛性支撐板，表面經(jīng)過處理，使與四個復(fù)合式加載板之間摩擦系數(shù)很小。
[0027]加載系統(tǒng)包括平行設(shè)置的加載系統(tǒng)底板29和加載系統(tǒng)頂板28，設(shè)置在加載系統(tǒng)底板29和加載系統(tǒng)頂板28之間的四個伺服加載系統(tǒng)，以及設(shè)置在加載系統(tǒng)頂板28頂部的軸向伺服加載系統(tǒng)20 ;試驗時，壓力室組件25設(shè)置在加載系統(tǒng)底板29和加載系統(tǒng)頂板28之間，四個伺服加載系統(tǒng)和軸向伺服加載系統(tǒng)20分別用于對四個剛性加載端和頂部剛性加載端19施力。具體是，通過四個剛性加載端對四個剛性加載板進(jìn)行施加荷載，進(jìn)而對立方體試樣14的四個側(cè)面施加荷載，通過頂部剛性加載端19施加荷載傳至頂部剛性加載板18，再作用在立方體試樣14的頂面。壓力室底座13和壓力室蓋板17共同實現(xiàn)壓力盒的約束限制，形成六面包圍的立方體試樣14。
[0028]進(jìn)一步的，每個剛性加載板與立方體試樣14周向之間還設(shè)置有一個復(fù)合式加載板。具體來說，四個剛性加載板分別為第一至第四剛性加載板2、5、8及10，四個剛性加載板外側(cè)對應(yīng)的四個剛性加載端分別為第一至第四剛性加載端1、4、7及10，第一至第四剛性加載板2、5、8及10與立方體試樣14周向之間設(shè)置的復(fù)合式加載板分別為第一至第四復(fù)合式加載板3、6、9及12。第一至第四剛性加載端1、4、7及10對應(yīng)的四個伺服加載系統(tǒng)分別為第一至第四伺服加載系統(tǒng)21、22、23及24。且有，每個伺服加載系統(tǒng)和軸向伺服加載系統(tǒng)20均包括液壓油缸以及用于控制液壓油缸伸縮的控制器。其中，第一伺服加載系統(tǒng)21和第三伺服加載系統(tǒng)23為對向加載系統(tǒng)，施加水平向荷載；第二伺服加載系統(tǒng)22和第四伺服加載系