[发明专利]基于新型多面体基座的三维应力测试装置及测试方法

说明书

本发明提供一种基于新型多面体基座的高精度三维应力测试装置，包括土压力盒、新型多面体基座、测试设备和数据导线，新型多面体基座为七个法向量相互独立的面且上面设有布置土压力盒凹槽和导线出线孔土压力盒的数据导线通过导线出线孔导出，并与数据采集系统相连接，本发明还提供一种用于测试材料内部三维应力状态的测试方法。本发明的有益效果是：提高了测试材料内部三维应力状态结果的精度，且该装置体积轻小，造价低廉，测试方法简单，操作步骤快捷；避免了因一个土压力盒损坏而无法测试情况的出现，同时提高了以往类似装置的测试精度。能够更好的检测材料内部的三维应力状态的变化情况，为实际工程的安全措施提供了依据。

技术领域

本发明属于材料内部三维应力测试领域，特别涉及一种基于新型多面体基座的三维应力测试装置及测试方法，提高材料内部三维应力实时监测值的精度，并为施工安全提供保障依据。

背景技术

材料内部的受力性能的研究一直是国内外的研究重点。随着科技现代化和信息多元化，研究材料内部三维应力状态的技术手段越来越多，传统的位移传感器虽然也可进行测试，但大多数是一维单向的测试，测试后取其结果进行折算获得材料内部受力状态，亦或是借助应变片的直接变形，根据材料的一些特性参数，间接得到材料内部一点受力状态。后续直接测试三维应力状态的装置虽然可直接获得一点处的三维应力状态，但其测试精度并不够高。而三维应力状态测试值精度的提高，可以为研究材料内部特性，揭示材料变形特征提供有效依据。同时，对土木工程，岩土工程，桥梁隧道工程等建设项目的安全评估具有重大作用。

三维应力状态的测试一直是工程中的一个难点，对材料内部应力状态的测试更是非常困难。专利201410345195.5公布了基于普通土压力盒和菱形十二面体的三维土压力测试装置及装配计算方法，但是由于该装置造价昂贵且放入材料内部不宜整平。为解决上述问题，本发明提供一种基于新型多面体基座的高精度三维应力测试装置及其测试方法，不仅能够降低造价，同时可以测试多组有效数值，提高测试的三维应力状态的精度。为研究材料的屈服特性提供技术支持，为探究材料的本构模型提供具体依据，也为各种工程提供了安全保障。

发明内容

本发明提供一种基于新型多面体基座的高精度三维应力测试装置及其测试方法，以实现材料内部的高精度测试，测得材料内部的三维应力状态，进而为研究材料的特性提供可靠依据。

为解决上述问题，本发明提供一种基于新型多面体基座的三维应力测试装置，其特征是：包括新型多面体基座、多个土压力盒、热熔填充胶和数据导线；所述新型多面体基座上设有凹槽a和凹槽b，凹槽b内安置有水准泡且每个凹槽a中心处均设有数据导线孔，将七个土压力盒固定在新型多面体基座上的七个相互独立的面内凹槽a上，且新型多面体基座与多个土压力盒之间用热熔填充胶进行固定；所述凹槽a为圆柱体，直径为30mm，底部槽深为11-12mm，其余槽深度为5-6mm；七个土压力盒的数据导线经由凹槽中心处的数据导线孔导，由导线出线孔导出出后与应力采集系统连接，形成一种基于新型多面体基座的高精度三维应力测试装置。

所述多个土压力盒采用应变式土压力盒，型号为LY-350型，适用于材料界面处的应力测试，其型号与新型多面体基座上设有凹槽a的截面尺寸相匹配；所述测试设备为DH3816静态应变测试系统。

所述凹槽b，深度为3-4mm，直径为13mm，内置有水准泡采用市面上销售产品。

同时，提供一种基于新型多面体基座的三维应力测试装置的测试方法，其具体实施步骤如下：

1)将土压力盒同新型多面体基座组装好；

2)将新型多面体基座的高精度三维应力测埋入待测材料中；并将数据导线汇总导出，与应力采集系统相连接；