[实用新型]一种准静态叠加式围压实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及地质分析、防护设计等领域，特别是涉及一种准静态被动围压实验装置。

背景技术

混凝土类材料广泛应用于建筑设施、军事防护等，在工程材料中扮演不可替代的重要角色。混凝土类材料的力学性能因此也受到研究者的广泛关注。目前，对于混凝土类材料准静态力学性能的研究主要是在较低压加载下开展的。有研究表明：混凝土类材料处于三轴压缩或围压状态时，其压缩强度能够增强数十倍。围压现象大量存在于混凝土类材料中，如钢管或夹板间的混凝土材料、大型混凝土类材料或深层岩石材料结构。由此可见，被动围压测试技术对研究地质、防护设计等具有重要意义。

现有的被动围压装置主要利用形变中试样与强度较大的套管接触，导致套管对试样施加被动围压。该装置为解决高载荷下压头与套管因形变而出现粘连的问题，套管、压头与加载端需要进行固定，并依赖试验机提供的拉伸载荷，完成实验后压头与套管的分离，故该装置不方便拆卸，难以在其余试验机上使用，互换性差。因此，混凝土类材料在几百MPa及GPa等量级轴向加载下的研究数据仍较为缺乏，其主要原因之一是现有的被动围压实验装置造价昂贵、设计单一，无法实现普及。

发明内容

为克服整体式套管装置笨重且不容易拆卸等问题，本实用新型提出叠加式套管设计方案：利用套管与套管间通过止口连接的叠加组合方式来适应不同高度试件的测试要求,且拆卸方便。

本实用新型采用如下技术方案：

一种准静态叠加式围压实验装置，其特征为围压装置包括：可分离底座、叠加套管、压头和二次压头；所述可分离底座与叠加套管通过加工出的凹槽连接，可分离底座内孔直径相比叠加内孔较大；所述二次压头外径相对压头外径较小，长度较长。针对实验中，压头与套管壁发生形变而出现的粘连问题，本文提出了一种组合式分离设计，即进行准一维应变实验时依然使用套管进行实验，在实验结束后，利用套管与底座的配合，在直径较小且长度较长的压头（称为二次压头）的加载作用下实现压头与套管壁的分离。

在上述技术方案中，所述叠加套管为若干套管叠加组合，套管与套管之间通过止口连接，适应不同高度试样的实验。

在上述技术方案中，所述压头尺寸也可以做出调整，即压头与套管配合过程中,应保证足够的插入深度,使得压缩过程中有良好的导向,并且也应该留有一定的可加载行程,来对试样进行加载。

在上述技术方案中，所述二次压头的刚度可低于压头，利用套管与底座的配合，对压头加载从而克服压头与套管壁发生形变而出现的粘连问题。

在上述技术方案中，所述可分离底座也可采用叠加组合的方式来适应不同高度试样的分离要求。

在上述技术方案中，所述套管内孔与试样外径的间隙保证在0.15 mm范围内。

本实用新型的优点在于：叠加式设计解决了套管围压装置难以拆卸、组装的问题，使得可以很方便地对套管围压装置进行移动、组合，方便地实现套管围压装置移动与组合、具有很好的互换性；且组合式分离设计能很好的解决压头与套管壁之间的粘连问题，实现压头与套管的分离。

因此，一种叠加式被动围压装置不仅制造成本低，而且能在多款压缩试验机上进行准一维应变的测试，具备高效、可靠、互换、实用的性能。

附图说明

本实用新型将通过实施例并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型的整体示意图；

图2是叠加套管结构示意图；

图3是可分离底座的结构示意图。

其中：1是二次压头 ，2是压头，3是试样，4是叠加套管，5是可分离底座。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

如图1所示试样3外径分别与压头2外径、叠加套管4内径配合，配合误差在，配合公差在0.15 mm范围内。围压试验过程中，试样受到压头2对加载的同时，也受到叠加套管4的围压作用，最后达到破坏。此时，压头会因形变与叠加套管4内壁发生粘连，无法取出。所以在试验结束后，利用叠加套管4与可分离底座5的配合，在直径较小且长度较长的二次压头1的加载作用下实现压头2与叠加套管4内壁的分离。由于轴向没有任何限制,所以压头2与试样3将被挤压出叠加套管4，完成一次围压实验。

叠加套管4利用套管与套管间通过止口连接的叠加组合方式来适应不同高度试件3的测试要求；同时，压头2尺寸也可以做出调整，即压头2与叠加套管4配合过程中,应保证足够的插入深度,使得压缩过程中有良好的导向,并且也应该留有一定的加载量。