一種用于測(cè)試土體單軸拉伸特性的試驗(yàn)裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于測(cè)試土體單軸拉伸特性的試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括以下組成部分：用于為整個(gè)裝置提供動(dòng)力的、由步進(jìn)電機(jī)與直流電機(jī)組成的動(dòng)力裝置；用于調(diào)節(jié)電機(jī)工作情況的控制器；用于將電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)力矩轉(zhuǎn)換為低速水平拉力的傳動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置；用于為試樣提供均勻、穩(wěn)定拉應(yīng)力的拉伸裝置；用于采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集裝置；用于固定數(shù)據(jù)采集裝置的固定擋板。本發(fā)明研制了一個(gè)能夠制取不同長(zhǎng)度拉伸段試樣的制樣模具和一套適用于該組試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法。本裝置結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，在為建設(shè)工程的設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)作用的同時(shí)，也能作為專業(yè)學(xué)科的教學(xué)與科研實(shí)驗(yàn)設(shè)備之用。
【專利說明】一種用于測(cè)試土體單軸拉伸特性的試驗(yàn)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及巖土工程中的一種測(cè)試手段，具體涉及一種用于測(cè)試土體單軸拉伸特 性的試驗(yàn)方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 土體強(qiáng)度主要取決于土顆粒間的作用力，土顆粒間的作用力不僅能表現(xiàn)有抗壓、 抗剪強(qiáng)度，還能夠表現(xiàn)在抗拉強(qiáng)度方面。但是，在實(shí)際的巖土工程設(shè)計(jì)與建設(shè)中，人們往往 只考慮土體的抗壓與抗剪強(qiáng)度，而忽略其抗拉強(qiáng)度或者視其為零，主要原因是土體的抗拉 強(qiáng)度相對(duì)于其抗壓與抗剪強(qiáng)度而言較小。然而，土體的抗拉強(qiáng)度是確實(shí)存在的，尤其對(duì)于粘 性土、黃土、凍土等土體而言，其抗拉強(qiáng)度更是不能忽視的。
[0003]目前常用的拉伸試驗(yàn)包括直接拉伸與間接拉伸兩大類，其中間接拉伸由于本身存 在一定的假設(shè)條件以及較多的影響因素，限制了其在土體拉伸試驗(yàn)中的廣泛應(yīng)用，所以目 前對(duì)土體拉伸特性的測(cè)試方法主要集中在直接拉伸方面。直接拉伸包括單軸拉伸與三軸拉 伸，其中單軸拉伸也是水利部規(guī)定的用于測(cè)試土體抗拉強(qiáng)度的試驗(yàn)方法。但是常規(guī)的單軸 拉伸試驗(yàn)方法在使用過程中也暴露出了一些問題，如加載端的應(yīng)力松弛、集中與偏心力，夕卜 力因素(重力、摩擦力）以及不同拉伸段長(zhǎng)度等因素的影響都會(huì)在一定程度上影響試驗(yàn)結(jié)果 的準(zhǔn)確性，所以目前國(guó)內(nèi)并沒有一套統(tǒng)一用于測(cè)試土體拉伸特性的試驗(yàn)方法及裝置。因此， 如果能在單軸拉伸試驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)上，研制一套更加準(zhǔn)確、簡(jiǎn)單、直觀、影響因素少的單軸 臥式拉伸試驗(yàn)裝置，將有助于推動(dòng)在土體拉伸特性方面更深層次的研究。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明為了提高在土體拉伸特性方面的研究水平，提出一種能夠較準(zhǔn)確測(cè)試土體 單軸拉伸特性的試驗(yàn)方法及裝置。
[0005] 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 一種用于測(cè)試土體單軸拉伸特性的試驗(yàn)裝置，包括以下組成部分： 用于為整個(gè)裝置提供動(dòng)力的動(dòng)力裝置，所述動(dòng)力裝置包括步進(jìn)電機(jī)與直流電機(jī)，所述 步進(jìn)電機(jī)與直流電機(jī)并聯(lián)連接； 用于調(diào)節(jié)電機(jī)工作情況的控制器； 用于將電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)力矩轉(zhuǎn)換為低速水平拉力的傳動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置； 用于為試樣提供均勻、穩(wěn)定拉應(yīng)力的拉伸裝置，所述試樣通過制樣模具制得； 用于采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集裝置； 用于固定數(shù)據(jù)采集裝置的固定擋板； 其中，所述動(dòng)力裝置一端與控制器連接，動(dòng)力裝置另一端同時(shí)與傳動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置和拉伸 裝置連接；所述數(shù)據(jù)采集裝置一端連接于拉伸裝置上，數(shù)據(jù)采集裝置另一端固定于固定擋 板上。
[0006] 本發(fā)明所述步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為10-200r/min，直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速為2800r/min。
[0007] 本發(fā)明所述傳動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置包括絲桿，絲桿一端與動(dòng)力裝置連接，絲桿另一端與拉 伸裝置連接。
[0008] 本發(fā)明所述拉伸裝置包括軸向雙導(dǎo)軌、滑動(dòng)底板及夾具，夾具固定在滑動(dòng)底板上， 滑動(dòng)底板固定在軸向雙導(dǎo)軌上。
[0009] 本發(fā)明所述數(shù)據(jù)采集裝置包括力傳感器、位移傳感器、應(yīng)變儀及計(jì)算機(jī)，其中所述 力傳感器一端安裝在固定擋板上，另一端安裝在滑動(dòng)底板上；所述位移傳感器安裝在滑動(dòng) 底板的外側(cè)；所述力傳感器、位移傳感器通過應(yīng)變儀與計(jì)算機(jī)連接。
[0010] 本發(fā)明所述制樣模具包括四開模與制樣底板，四開模固定在制樣底板上，四開模 由左右兩個(gè)夾持段模具與設(shè)置在左右兩個(gè)夾持段模具中間的上下兩個(gè)拉伸段模具組成，拉 伸段模具與夾持段模具之間可拆卸式連接；其中，左邊的夾持段模具為第一模具，右邊的加 持段模具為第二模具，第一模具與第二模具沿四開模寬度方向的中心線對(duì)稱設(shè)置，并且對(duì) 稱開設(shè)球狀缺口；第一模具固定于制樣底板上，第二模具在制樣底板上的安裝位置，相對(duì)第 一模具的距離可調(diào)；上下兩個(gè)拉伸段模具分別為第三模具、第四模具，第三模具、第四模具 沿四開模長(zhǎng)度方向的中心線對(duì)稱設(shè)置；第三模具與試樣接觸的面和第四模具與試樣接觸的 面與所述制樣底板的邊緣平行；所述第一模具、第二模具上的球狀缺口與所述第三模具、第 四模具的下邊緣相連，圍合形成制樣腔。
[0011] 一種用于測(cè)試土體單軸拉伸特性的試驗(yàn)裝置的拉伸方法，包括以下步驟： 第一步，確定試樣尺寸及制樣：根據(jù)試驗(yàn)方案，通過制樣模具制取不同拉伸段長(zhǎng)度的試 樣； 第二步，拆模并裝樣：將第一步中的制樣模具開模得到所需試樣，并將試樣固定于拉伸 裝置上； 第三步，設(shè)定拉伸速率：通過控制器設(shè)定步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速以達(dá)到試驗(yàn)方案中要求的拉 伸速率； 第四步，檢查并標(biāo)定數(shù)據(jù)采集裝置； 第五步，通過控制器啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，進(jìn)行試驗(yàn)； 第六步，采集并分析數(shù)據(jù)采集裝置所獲取的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。 第七步，暫停步進(jìn)電機(jī)，觀察試樣是否破壞或者達(dá)到破壞標(biāo)準(zhǔn)，如果試樣還未破壞，重 新啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)直到試樣發(fā)生破壞； 第八步，確定試驗(yàn)結(jié)束后，停止數(shù)據(jù)的采集與步進(jìn)電機(jī)的工作，更換傳送帶利用直流電 機(jī)將滑動(dòng)底板快速?gòu)?fù)位。
[0012] 本發(fā)明所述方法第二步中，在固定試樣時(shí)先將試樣的兩端置于夾具中，然后根據(jù) 試樣長(zhǎng)度調(diào)節(jié)夾具在滑動(dòng)底板上的安裝位置。
[0013] 本發(fā)明所述方法第三步中，拉伸速率的范圍為0. 005mm/min-0. lmm/min。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下技術(shù)效果： 本發(fā)明不僅給出了主要包括動(dòng)力裝置、傳動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置、控制裝置、拉伸裝置及數(shù)據(jù)采集 裝置的用于測(cè)試土體單軸拉伸特性的試驗(yàn)裝置，還研制了一個(gè)能夠制取不同長(zhǎng)度拉伸段試 樣的制樣模具；結(jié)合制樣模具的特點(diǎn)，本裝置可以適用于不同長(zhǎng)度試樣的土體單軸拉伸試 驗(yàn)，結(jié)合所研制的試驗(yàn)裝置，又?jǐn)M定了一套適用于改組試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法。
[0015] 本裝置結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，在為建設(shè)工程的設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)作用的同時(shí)，也 能作為專業(yè)學(xué)科的教學(xué)與科研實(shí)驗(yàn)設(shè)備之用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 圖1為制樣模具平面圖； 圖2為本裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明試驗(yàn)方法流程圖。
[0017] 圖中，1、四開模；2、制樣底板；3、步進(jìn)電機(jī)；4、直流電機(jī)；5、軸向雙導(dǎo)軌；6、滑動(dòng)底 板；7、夾具；8、絲桿；9、螺栓；10、力傳感器；11、位移傳感器；12、應(yīng)變儀；13、計(jì)算機(jī)；14、固 定擋板；15、控制器；1-1、第一模具；1-2、第二模具；1-3、第三模具；1-4、第四模具。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于 所述實(shí)施例。
[0019] 如圖1所示，本發(fā)明中所述的用于測(cè)試土體單軸拉伸特性的試驗(yàn)裝置的制樣模 具，制樣模具包括四開模1與制樣底板2,四開模1固定在制樣底板2上，四開模1由左右兩 個(gè)夾持段模具與設(shè)置在左右兩個(gè)夾持段模具中間的上下兩個(gè)拉伸段模具組成，拉伸段模具 與夾持段模具之間可拆卸式連接；其中，左邊的夾持段模具為第一模具1-1，右邊的加持段 模具為第二模具1-2,第一模具1-1與第二模具1-2沿四開模1寬度方向的中心線對(duì)稱設(shè) 置，并且對(duì)稱開設(shè)球狀缺口；第一模具1-1固定于制樣底板2上，第二模具1-2在制樣底板 2上的安裝位置，相對(duì)第一模具1-1的距離可調(diào)；上下兩個(gè)拉伸段模具分別為第三模具1-3、 第四模具1-4,第三模具1-3、第四模具1-4沿四開模1長(zhǎng)度方向的中心線對(duì)稱設(shè)置；第三模 具1-3與試樣接觸的面和第四模具1-4與試樣接觸的面與所述制樣底板2的邊緣平行；所 述第一模具1-1、第二模具1-2上的球狀缺口與所述第三模具1-3、第四模具1-4下邊緣相 連，圍合形成制樣腔，。
[0020] 如圖2所示，本發(fā)明所述的用于測(cè)試土體單軸拉伸特性的試驗(yàn)裝置包括以下組成 部分： 1)用于為整個(gè)裝置提供動(dòng)力的動(dòng)力裝置，包括步進(jìn)電機(jī)3與直流電機(jī)4;其中，步進(jìn)電 機(jī)3與直流電機(jī)4并聯(lián)連接。優(yōu)選地，步進(jìn)電機(jī)3的工作轉(zhuǎn)速為10-200r/min，主要為試樣 提供拉伸動(dòng)力，直流電機(jī)4的轉(zhuǎn)速為固定值2800r/min，主要在拉伸試驗(yàn)結(jié)束后為拉伸裝置 的復(fù)位提供動(dòng)力，雙電機(jī)的組合利用可提高工作效率。
[0021] 2)用于調(diào)節(jié)電機(jī)工作情況的控制器15 ;通過控制器15調(diào)節(jié)兩個(gè)電機(jī)的工作情況。
[0022] 3)用于將電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)力矩轉(zhuǎn)換為低速水平拉力的傳動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置；其中，傳動(dòng)轉(zhuǎn) 換裝置主要包括雙級(jí)變速箱、傳送帶、皮帶盤、絲桿8與絲桿螺母9,雙級(jí)變速箱的變速倍數(shù) 分別為10倍與150倍，分別安裝在傳送帶的上下兩側(cè)，絲桿8-端通過軸承底座與下部變 速箱（150倍）連接，另一端與絲桿螺母連接，絲桿螺母固定在拉伸裝置上，并牽引其沿軸向 移動(dòng)，滑動(dòng)底板6則通過與固定擋板14的連接而浮動(dòng)固定在軸向雙導(dǎo)軌5上。
[0023] 4)用于為試樣提供均勻、穩(wěn)定拉應(yīng)力的拉伸裝置，所述試樣制樣模具制得；所述拉 伸裝置由軸向雙導(dǎo)軌5、軸向軸承（6個(gè))、滑動(dòng)底板6及夾具7組成，夾具7通過螺栓固定在 滑動(dòng)底板6上，其中滑動(dòng)底板6上有四排螺孔，分別用于固定四組不同長(zhǎng)度的試樣，而滑動(dòng) 底板6通過軸向軸承固定在軸向雙導(dǎo)軌5上，本發(fā)明所述螺栓9即固定在滑動(dòng)底板6上的 四排螺孔中。
[0024] 5)用于采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集裝置；數(shù)據(jù)采集裝置包括力傳感器10、位移傳感 器11、應(yīng)變儀12及計(jì)算機(jī)13,其中所述力傳感器10的量程為500kg，精度為0. 05%，位移傳 感器11的量程為20mm，精度為0. 001mm，安裝在滑動(dòng)底板6的外側(cè)，并在試驗(yàn)底板上設(shè)置一 個(gè)有一定移動(dòng)范圍的固定擋板，用于固定位移傳感器的探頭；應(yīng)變儀12為靜態(tài)應(yīng)變儀，可 自動(dòng)采集數(shù)據(jù)。
[0025] 6)用于固定數(shù)據(jù)采集裝置的固定擋板14 ;所述力傳感器10 -端安裝在固定擋板 14上，另一端安裝在滑動(dòng)底板6上，整體呈浮動(dòng)固定的形式。
[0026] 其中，所述動(dòng)力裝置一端與控制器15連接，另一端與傳動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置和拉伸裝置連 接；所述傳動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置安裝于動(dòng)力裝置與拉伸裝置之間；所述數(shù)據(jù)采集裝置一端連接于拉 伸裝置上，另一端固定于固定擋板14上。
[0027] 本發(fā)明還給出了利用本發(fā)明所述裝置用于測(cè)試土體單軸拉伸特性的試驗(yàn)方法，包 括以下步驟： 第一步，確定試樣尺寸及制樣：根據(jù)試驗(yàn)方案，通過制樣模具制取不同拉伸段長(zhǎng)度的試 樣； 第二步，拆模并裝樣：將第一步中的制樣模具開模得到所需試樣，并將試樣固定于拉伸 裝置上； 第三步，設(shè)定拉伸速率：通過控制器15設(shè)定步進(jìn)電機(jī)3的轉(zhuǎn)速以達(dá)到試驗(yàn)方案中要求 的拉伸速率； 第四步，檢查并標(biāo)定數(shù)據(jù)采集裝置； 第五步，啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)3,在其作用下開始進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，同時(shí)開始對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng) 米集。
[0028] 第六步，對(duì)試驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，并在此基礎(chǔ)上探討土體在單軸拉伸過 程中其拉伸特性的變化規(guī)律。
[0029] 優(yōu)選地，在本發(fā)明所述的試驗(yàn)方法第一步中給出四個(gè)實(shí)施例，即拉伸段有四組不 同的長(zhǎng)度，分別為10mm、20mm、40mm與80mm，具體根據(jù)試驗(yàn)方案的要求確定。
[0030] 根據(jù)試驗(yàn)方法第一步中的試樣，結(jié)合本發(fā)明給出的制樣模具給出一個(gè)實(shí)施例：根 據(jù)土料的最大干密度Y max=1.75g/cm3,曬干過篩后的初始含水率w=4.6%，試驗(yàn)方案中要求 試樣的壓實(shí)度為95%，含水率為最優(yōu)含水率19. 5%，拉伸速率為0. 005mm/min，拉伸段長(zhǎng)度為 10mm (V=156 cm3)，計(jì)算試樣質(zhì)量為309. 75g，配土悶料養(yǎng)護(hù)24h后分5層壓實(shí)，每層質(zhì)量為 61. 95g，層間刨毛，壓實(shí)前在模具內(nèi)壁涂一層潤(rùn)滑油。
[0031] 優(yōu)選地，在試驗(yàn)方法弟_步中，拆|旲后將試樣的兩端部固定在夾具7中，后將夾具 7與試樣整體移動(dòng)到10_拉伸段對(duì)應(yīng)的螺孔位置，通過螺栓9將夾具7固定在滑動(dòng)底板6 上。
[0032] 根據(jù)試驗(yàn)方法第三步給出一個(gè)實(shí)施例：調(diào)節(jié)控制器，由拉伸速率（0. 005mm/min)、 傳動(dòng)比（3000倍）及絲桿螺距（1. 5mm)計(jì)算出步進(jìn)電機(jī)3的工作轉(zhuǎn)速n=10r/min，通過控制 器15將步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)為10r/min。
[0033] 優(yōu)選地，本試驗(yàn)第三步中，拉伸速率的范圍為0. 005mm/min-0. lmm/min。
[0034] 根據(jù)試驗(yàn)方法第四步給出一個(gè)實(shí)施例：利用彈簧秤對(duì)力傳感器10進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，首 先設(shè)定力傳感器10的靈敏系數(shù)（2. 0)，然后更具彈簧秤與力傳感器10的數(shù)值設(shè)定修正系數(shù) (760);利用百分表對(duì)位移傳感器11進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，同樣需要根據(jù)二者的數(shù)值設(shè)定修正系數(shù) (200)，這樣即可準(zhǔn)確測(cè)得試樣在拉伸過程中的拉力（N)與位移（_)。
[0035] 本試驗(yàn)方法第四步中，在力傳感器10的標(biāo)定方面，先將夾具7左側(cè)固定在滑動(dòng)底 板6上，然后通過彈簧秤給夾具7施加水平作用力，通過對(duì)比彈簧秤與力傳感器10采集的 數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)定；在位移傳感器11的標(biāo)定方面，將百分表的探頭接觸在滑動(dòng)底板6的右端面， 滑動(dòng)底板6在移動(dòng)過程中位移傳感器11與百分表同時(shí)發(fā)生變化，通過對(duì)比二者的數(shù)據(jù)來對(duì) 位移傳感器11進(jìn)行標(biāo)定，在此基礎(chǔ)上，還可通過設(shè)定的拉伸速率對(duì)標(biāo)定效果進(jìn)行佐證。
[0036] 如圖3所示，優(yōu)選地，在本試驗(yàn)方法第六步后還包括以下步驟： 第七步，暫停步進(jìn)電機(jī)3,觀察試樣是否破壞或者達(dá)到破壞標(biāo)準(zhǔn)，如果試樣還未破壞，重 新啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)3直到試樣發(fā)生破壞； 第八步，確定試驗(yàn)結(jié)束后，停止數(shù)據(jù)的采集與步進(jìn)電機(jī)3的工作，更換傳送帶利用直流 電機(jī)4將滑動(dòng)底板6快速?gòu)?fù)位。
[0037] 本發(fā)明中沒有詳細(xì)說明的技術(shù)特征為現(xiàn)有技術(shù)。盡管參照特定的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng) 表示和表述了本發(fā)明，但其不得解釋為對(duì)本發(fā)明自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義 的本發(fā)明的精神和范圍前提下，可對(duì)其在形式上和細(xì)節(jié)上做出各種變化。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于測(cè)試土體單軸拉伸特性的試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括以下組成部分： 用于為整個(gè)裝置提供動(dòng)力的動(dòng)力裝置，所述動(dòng)力裝置包括步進(jìn)電機(jī)（3)與直流電機(jī) (4)，所述步進(jìn)電機(jī)（3)與直流電機(jī)（4)并聯(lián)連接； 用于調(diào)節(jié)電機(jī)工作情況的控制器（15); 用于將電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)力矩轉(zhuǎn)換為低速水平拉力的傳動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置； 用于為試樣提供均勻、穩(wěn)定拉應(yīng)力的拉伸裝置，所述試樣通過制樣模具制得； 用于采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集裝置； 用于固定數(shù)據(jù)采集裝置的固定擋板（14); 其中，所述動(dòng)力裝置一端與控制器（15)連接，動(dòng)力裝置另一端同時(shí)與傳動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置和 拉伸裝置連接；所述數(shù)據(jù)采集裝置一端連接于拉伸裝置上，數(shù)據(jù)采集裝置另一端固定于固 定擋板（14)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測(cè)試土體單軸拉伸特性的試驗(yàn)裝置，其特征在于， 所述步進(jìn)電機(jī)（3)的轉(zhuǎn)速為10-200r/min，直流電機(jī)（4)的轉(zhuǎn)速為2800r/min。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測(cè)試土體單軸拉伸特性的試驗(yàn)裝置，其特征在于， 所述傳動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置包括絲桿（8)，絲桿（8)-端與動(dòng)力裝置連接，絲桿（8)另一端與拉伸裝 置連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測(cè)試土體單軸拉伸特性的試驗(yàn)裝置，其特征在于， 所述拉伸裝置包括軸向雙導(dǎo)軌（5 )、滑動(dòng)底板（6 )及夾具（7 )，夾具（7 )固定在滑動(dòng)底板（6 ) 上，滑動(dòng)底板（6)固定在軸向雙導(dǎo)軌（5)上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測(cè)試土體單軸拉伸特性的試驗(yàn)裝置，其特征在于， 所述數(shù)據(jù)采集裝置包括力傳感器（10)、位移傳感器（11)、應(yīng)變儀（12)及計(jì)算機(jī)（13)，其中 所述力傳感器（10)-端安裝在固定擋板（14)上，另一端安裝在滑動(dòng)底板（6)上；所述位移 傳感器（11)安裝在滑動(dòng)底板（6 )的外側(cè)；所述力傳感器（10 )、位移傳感器（11)通過應(yīng)變儀 (12)與計(jì)算機(jī)（13)連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測(cè)試土體單軸拉伸特性的試驗(yàn)裝置，其特征在于， 所述制樣模具包括四開模（1)與制樣底板（2)，四開模（1)固定在制樣底板（2)上，四開 模（1)由左右兩個(gè)夾持段模具與設(shè)置在左右兩個(gè)夾持段模具中間的上下兩個(gè)拉伸段模具 組成，拉伸段模具與夾持段模具之間可拆卸式連接；其中，左邊的夾持段模具為第一模具 (1-1)，右邊的加持段模具為第二模具（1-2)，第一模具（1-1)與第二模具（1-2)沿四開模 (1) 寬度方向的中心線對(duì)稱設(shè)置，并且對(duì)稱開設(shè)球狀缺口；第一模具（1-1)固定于制樣底板 (2) 上，第二模具（1-2)在制樣底板（2)上的安裝位置，相對(duì)第一模具（1-1)的距離可調(diào)； 上下兩個(gè)拉伸段模具分別為第三模具（1-3)、第四模具（1-4)，第三模具（1-3)、第四模具 (1-4)沿四開模（1)長(zhǎng)度方向的中心線對(duì)稱設(shè)置；第三模具（1-3)與試樣接觸的面和第四模 具（1-4)與試樣接觸的面與所述制樣底板（2)的邊緣平行；所述第一模具（1-1 )、第二模具 (1-2)上的球狀缺口與所述第三模具（1-3)、第四模具（1-4)下邊緣相連，圍合形成制樣腔。
7. -種根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測(cè)試土體單軸拉伸特性的試驗(yàn)裝置的拉伸方 法，其特征在于，包括以下步驟： 第一步，確定試樣尺寸及制樣：根據(jù)試驗(yàn)方案，通過制樣模具制取不同拉伸段長(zhǎng)度的試 樣； 第二步，拆模并裝樣：將第一步中的制樣模具開模得到所需試樣，并將試樣固定于拉伸 裝置上； 第三步，設(shè)定拉伸速率：通過控制器（15)設(shè)定步進(jìn)電機(jī)（3)的轉(zhuǎn)速以達(dá)到試驗(yàn)方案中 要求的拉伸速率； 第四步，檢查并標(biāo)定數(shù)據(jù)采集裝置； 第五步，通過控制器（15)啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)（3)，進(jìn)行試驗(yàn)； 第六步，采集并分析數(shù)據(jù)采集裝置所獲取的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。 第七步，暫停步進(jìn)電機(jī)（3)，觀察試樣是否破壞或者達(dá)到破壞標(biāo)準(zhǔn)，如果試樣還未破壞， 重新啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)（3)直到試樣發(fā)生破壞； 第八步，確定試驗(yàn)結(jié)束后，停止數(shù)據(jù)的采集與步進(jìn)電機(jī)（3)的工作，更換傳送帶利用直 流電機(jī)（4)將滑動(dòng)底板（6)快速?gòu)?fù)位。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于測(cè)試土體單軸拉伸特性的試驗(yàn)裝置的拉伸方法，其 特征在于，第二步中，在固定試樣時(shí)先將試樣的兩端置于夾具（7)中，然后根據(jù)試樣長(zhǎng)度調(diào) 節(jié)夾具（7 )在滑動(dòng)底板（6 )上的安裝位置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于測(cè)試土體單軸拉伸特性的試驗(yàn)裝置的拉伸方法，其 特征在于，第三步中，拉伸速率的范圍為0. 〇〇5mm/min-〇. lmm/min。
【文檔編號(hào)】G01N3/08GK104062180SQ201410247739
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】崔猛, 徐奮強(qiáng), 劉鑫, 洪寶寧, 易進(jìn)翔 申請(qǐng)人:河海大學(xué)
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