[发明专利]一种可膨胀变形微摩阻圆形加载板

说明书

本发明提供一种可膨胀变形微摩阻圆形加载板，包括圆形加载板底座和圆形拼装滑块装置，圆形拼装滑块装置包括六个相同的扇形拼装滑块单元，包括第一滑块、第二滑块和第三滑块，第一滑块、第二滑块和第三滑块均包括滑块底板、磁铁、支承轴承、滑块顶板和若干个牛眼轴承；滑块顶板与待测试样接触，可通过牛眼轴承在加载板底座上一定范围内自由移动和转动，通过支承轴承在加载板底座上自由旋转，以适应待测试样端面在加载板面上产生的变形，减小圆形刚性加载板与试样之间的摩阻力，真实模拟土体试样的力学响应，减小试验操作的难度，减少试验试样用量，节省试验经费；本发明设计新颖，结构简单，操作方便，效果良好，具有很强的实用性和广泛的适用性。

技术领域

本发明属于岩土工程试验测试技术领域，具体涉及一种可膨胀变形微摩阻圆形加载板。

背景技术

岩土工程中一般采用三轴试验的方法来获得土体的力学特性，三轴试验模拟的是圆柱体土体试样在轴对称应力状态下土体的力学响应，土体的轴向应力一般采用圆形的刚性加载板来施加大主应力，由于圆形刚性加载板与圆柱体试样加载端面之间存在较大的摩阻力，影响了土体真实的力学性状，为获得较为接近真实力学性状的试验结果，人们通过大量研究发现当圆柱体试样的高度和直径之比不小于2时才能获得可接受的试验成果，这会增加试验的难度和试验经费。但是，即便是采用高径比等于2的圆柱体试样，圆形刚性加载板与试样加载面之间摩阻力仍会对土体试样的力学性状产生较大影响，最为明显的结果就是由于端部约束效应，试样中部的径向变形远大于端部变形，导致土体破坏时表现为鼓形破坏形态，既不合理也不经济。因此，有必要减小圆形加载板与试样加载端面之间的摩阻力，使三轴试验能更合理反映土体真实的力学性状，简化操作三轴试验的难度，节省三轴试验的运行经费。基于此，本发明提供一种可膨胀变形微摩阻圆形加载板来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种能灵活适应试样端面径向变形的、加载板与试样端面摩阻力小的可膨胀变形微摩阻圆形加载板。

为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种可膨胀变形微摩阻圆形加载板，包括圆形加载板底座和圆形拼装滑块装置，圆形加载板底座具有磁性，圆形拼装滑块装置可吸附在圆形加载板底座上，所述圆形拼装滑块装置包括若干个子滑块，各个子滑块均吸附在圆形加载板底座上，并可在加载板底座上移动；所述圆形拼装滑块装置与待测试样接触，并可适应待测试样端面在加载板面上产生的变形。

进一步的，所述圆形拼装滑块装置包括六个相同的同心扇形拼装滑块单元，每个同心扇形拼装滑块单元均包括第一滑块、两个第二滑块和三个第三滑块；所述第一滑块为扇形，圆心角为60度；所述第二滑块为扇环形，圆心角为30度，位于第一滑块的外侧；所述第三滑块为扇环形，圆心角为20度，位于第二滑块的外侧。

进一步的，所述第一滑块、第二滑块和第三滑块均包括滑块底板、磁铁、支承轴承、滑块顶板和若干个牛眼轴承；所述磁铁固定在滑块底板下表面，所述牛眼轴承设置在滑块底板底部；所述磁铁下边缘高于牛眼轴承的下边缘；所述第一滑块、第二滑块和第三滑块均通过磁铁与磁性圆形加载板底座之间的引力吸附在加载板底座上，并通过牛眼轴承在圆形加载板底座上自由移动和转动；所述支承轴承安装在滑块底板上表面，滑块顶板安装在支承轴承上，所述滑块顶板在支承轴承的作用下，可相对于滑块底板自由旋转。

进一步的，所述第一滑块、第二滑块和第三滑块的滑块顶板在圆形拼装滑块装置半径方向侧边的长度相等。

进一步的，还包括限位档条，所述限位档条固定设置在圆形加载板底座上，位于圆形拼装滑块装置外侧，以达到对圆形拼装滑块装置的限位作用。

进一步的，所述圆形加载板底座边缘设置有若干个沉孔，所述限位档条由穿过沉孔的沉头螺钉固定在加载板底座的边缘。

进一步的，所述限位档条为圆环形，采用高强度不变形金属材质；限位档条的外侧边缘与圆形加载板底座的外侧边缘对齐；所述限位档条顶面的位置低于滑块顶板顶面的位置。