專利名稱：對非均勻巖土介質(zhì)等應力加載的柔性壓頭的制作方法
技術領域：
:本發(fā)明屬于巖土力學測試技術領域，涉及到實現(xiàn)對非均勻巖土介質(zhì)進行等應力加載的設計。
背景技術：
目前，大型三軸試驗是碎石，碎石土、礫石土等進行抗剪強度參數(shù)測試的傳統(tǒng)技術手段。然而由于傳統(tǒng)的大型三軸儀一般采用剛性壓頭的方式施加荷載，由于碎石，碎石土，礫石土等巖土介質(zhì)的不均勻性，使得上端剛性壓頭與試樣接觸的地方巖土介質(zhì)受到的力不均勻，這一不均勻應力傳遞到試樣內(nèi)部，使得試樣內(nèi)部所受的應力不均勻，影響了試驗的精度和試驗對介質(zhì)真實受力情況的模擬、再現(xiàn)
發(fā)明內(nèi)容
:為了克服現(xiàn)有大型三軸儀在試驗過程中通過剛性壓頭對非均勻巖土介質(zhì)施加應力不均的不足，本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種在試驗過程中能夠實現(xiàn)對試樣施加均勻應力的裝置，一種對非均勻巖土介質(zhì)等應力加載的柔性壓頭，包括水囊、水囊護壁、水囊壓板和水囊密封螺孔；水囊為上下底面均為圓形的楔形體，水囊的上底面敞口，且?guī)в邢蛲獾倪呇?；水囊護壁下端內(nèi)腔為與水囊相匹配的倒楔形體，上端內(nèi)腔為內(nèi)徑與水囊的敞口邊沿相等的圓柱體；將內(nèi)腔為倒楔形體和內(nèi)腔為圓柱體的鑄件鑄造在一起，形成了上下皆為敞口的，且在連接處形成水囊固定邊沿的剛性水囊護壁；水囊壓板蓋在水囊固定邊沿上；將水囊壓板和水囊的敞口邊沿壓緊，水囊壓板上分布有螺栓孔，螺絲垂直水囊固定邊沿，穿過水囊壓板和水囊的敞口邊沿，下端深入到水囊護壁內(nèi)，將水囊密封；在水囊護壁的上頂端均布多個與壓桿連接的螺栓孔。于水囊采用耐高壓的丁腈黑橡膠澆筑而成。護壁一側開有透水孔。水囊還可以是上下底面為相同形狀多邊形的楔形體，水囊護臂下端內(nèi)腔為與水囊相對應的倒楔形體，水囊護臂上端的柱體內(nèi)腔為與水囊敞口邊沿相同底面的柱體。本發(fā)明設計簡單，使用方便。提高了對非均勻巖土介質(zhì)等應力加載的均勻性，提高了試驗的精度，使得試驗對介質(zhì)真實受力情況的模擬、再現(xiàn)更加完整和準確。
圖1為本發(fā)明的主視圖。圖2為本發(fā)明的俯視圖。圖中1.水囊，2.水囊護壁，3.水囊壓板，4.水囊密封螺栓孔，5.與壓桿連接的螺栓孔，6.水囊固定邊沿，7.透水孔。
具體實施方式
: 下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
對非均勻巖土介質(zhì)等應力加載的柔性壓頭，包括水囊1、水囊護壁2、水囊壓板3 ；水囊I為上下底面均為圓形的楔形體，水囊I的上底面敞口，且?guī)в邢蛲獾倪呇?；水囊護壁2下端內(nèi)腔為與水囊I相匹配的倒楔形體，上端內(nèi)腔為內(nèi)徑與水囊I的敞口邊沿相等的圓柱體；將內(nèi)腔為倒楔形體和內(nèi)腔為圓柱體的鑄件鑄造在一起，形成了上下皆為敞口的，且在連接處形成水囊固定邊沿6的剛性水囊護壁2 ;水囊壓板3在水囊固定邊沿6處蓋在水囊I敞口上，并與水囊I敞口邊沿吻合，將水囊壓板3和水囊I敞口邊沿壓緊，水囊壓板3上分布有水囊密封螺栓孔(4)，螺絲垂直水囊固定邊沿6，穿過水囊壓板3和水囊I的敞口邊沿，下端深入到水囊護壁內(nèi)，將水囊I密封并固定在水囊護臂2上；在水囊護壁2的上頂端均布多個與壓桿連接的螺栓孔5。護壁一側開有透水孔7，允許試樣內(nèi)部孔隙水的流出。使用時，將水囊1內(nèi)注滿水，用水囊壓板3蓋住敞口的楔形水囊I，并用螺栓將水囊密封并固定在水囊固定邊沿6上。上部荷載通過與壓桿連接的螺栓孔5經(jīng)柔性水囊I施加于試樣，不均勻的巖土介質(zhì)直接與水囊1接觸 ，水囊1內(nèi)水壓處處相等，因此實現(xiàn)了等應力加載狀態(tài)。
權利要求
1.對非均勻巖土介質(zhì)等應力加載的柔性壓頭，包括水囊(I)、水囊護壁(2)、水囊壓板(3 )和水囊密封螺孔(4 );其特征在于水囊(I)為上下底面均為圓形的楔形體，水囊(I)的上底面敞口，且?guī)в邢蛲獾倪呇?；水囊護壁(2)下端內(nèi)腔為與水囊(I)相匹配的倒楔形體，上端內(nèi)腔為內(nèi)徑與水囊(I)的敞口邊沿相等的圓柱體；將內(nèi)腔為倒楔形體和內(nèi)腔為圓柱體的鑄件鑄造在一起，形成了上下皆為敞口的，且在連接處形成水囊固定邊沿(6 )的剛性水囊護壁(2 );水囊壓板(3 )蓋在水囊固定邊沿(6 )上；將水囊壓板(3 )和水囊的敞口邊沿壓緊，水囊壓板上分布有螺栓孔(4)，螺絲垂直水囊固定邊沿(6)，穿過水囊壓板和水囊的敞口邊沿，下端深入到水囊護壁內(nèi)，將水囊(I)密封；在水囊護壁(2)的上頂端均布多個與壓桿連接的螺栓孔(5)。
2.根據(jù)權利要求1所述的對非均勻巖土介質(zhì)等應力加載的柔性壓頭，其特征在于水囊采用耐高壓的丁腈黑橡膠澆筑而成。
3.根據(jù)權利要求1所述的對非均勻巖土介質(zhì)等應力加載的柔性壓頭，其特征在于護壁一側開有透水孔(7)。
4.根據(jù)權利要求1所述的對非均勻巖土介質(zhì)等應力加載的柔性壓頭，其特征在于水囊(I)可以是上下底面為相同形狀多邊形的楔形體，水囊護臂(2)下端內(nèi)腔為與水囊相對應的倒楔形體，水囊護臂(2)上端的柱體內(nèi)腔為與水囊敞口邊沿相同底面的柱體。
全文摘要
一種對非均勻巖土介質(zhì)等應力加載的柔性壓頭，屬于巖土力學測試技術領域。包括敞口的楔形水囊、水囊上壓蓋和與楔形水囊相對應的倒楔形剛性水囊護壁。將加工好的楔形敞口水囊置于剛性護壁內(nèi)，注水充滿整個水囊，蓋上壓蓋，并用螺栓密封水囊，并將水囊固定在剛性水囊護壁上。水囊下端直接接觸試件，護壁上端與加載設施連接。楔形水囊的下部與非均質(zhì)巖土介質(zhì)接觸，上部荷載經(jīng)過水囊傳遞到試樣，試樣承受均勻應力加載，從而有效地解決了通常大型三軸儀中測試非均質(zhì)巖土體應力不均勻的問題。
文檔編號G01N3/02GK103234809SQ20131013660
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月18日 優(yōu)先權日2013年4月18日
發(fā)明者趙紅華, 郭靖, 朱林劍, 孫浩 申請人:大連理工大學
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