土工真三軸試驗(yàn)雙向微摩擦荷載傳力板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及土力學(xué)室內(nèi)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種土工真三軸試驗(yàn)雙向微摩擦荷載傳力板。
【背景技術(shù)】
[0002]土工真三軸儀是一種真實(shí)模擬土體三向受力狀態(tài)的土工測(cè)試儀器，真三軸儀采用立方體試樣，從三個(gè)主應(yīng)力方向獨(dú)立加載，使土樣中產(chǎn)生均勻的應(yīng)力和應(yīng)變，相對(duì)于常規(guī)三軸試驗(yàn)，真三軸試驗(yàn)可以更全面、更真實(shí)的反映土單元的三向受力狀態(tài)，可用于研究土體的應(yīng)力應(yīng)變特性以及驗(yàn)證和發(fā)展土體本構(gòu)模型等。根據(jù)力學(xué)原理，土體內(nèi)某點(diǎn)的應(yīng)力可分解為作用于相互垂直面上的三個(gè)主應(yīng)力，分別稱(chēng)為大主應(yīng)力O1、中主應(yīng)力σ2和小主應(yīng)力O 3，其大小為σ σ 2> σ 3，真三軸試驗(yàn)要求三個(gè)方向施加的荷載均為正應(yīng)力，加載面無(wú)剪應(yīng)力。但因其設(shè)備本身的復(fù)雜性，目前的真三軸儀還存在不足之處，主要表現(xiàn)在加載板與試樣接觸面存在較大摩阻力，即在加載面上產(chǎn)生了附加的剪應(yīng)力，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際情況產(chǎn)生偏差。因此，在設(shè)計(jì)真三軸儀時(shí)必須考慮如何減小加載板與試樣接觸面的摩阻力，盡可能實(shí)現(xiàn)應(yīng)力狀態(tài)的可靠性。在真三軸試驗(yàn)中，因試樣在σ2方向與剛性板接觸，要求試樣在O1方向被壓縮的同時(shí)，在σ 3方向可以自由變形，這是雙向界面摩擦阻力問(wèn)題。因此，探索并發(fā)明一種土工真三軸試驗(yàn)雙向微摩擦荷載傳力板，有效消除試樣與加載板之間的界面摩阻力，使試樣在接觸面切線方向上可以自由雙向變形，盡可能提高試驗(yàn)精度，提高真三軸試驗(yàn)的技術(shù)水平，具有重要實(shí)際意義。
[0003]現(xiàn)有降低界面摩阻力的技術(shù)通常有以下幾種:采用高拋光板、摩擦系數(shù)較小的墊片或在加載板與試樣接觸面間涂黃油、凡士林等潤(rùn)滑劑，以上方法雖有一定的效果，但仍不能滿足試驗(yàn)的要求，無(wú)法實(shí)現(xiàn)試樣在接觸面上的雙向自由變形。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種土工真三軸試驗(yàn)雙向微摩擦荷載傳力板，以實(shí)現(xiàn)真三軸應(yīng)力狀態(tài)下試樣在接觸面上的雙向自由變形，有效解決加載板與試樣接觸面的摩阻力過(guò)大的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]—種土工真三軸試驗(yàn)雙向微摩擦荷載傳力板，用于真三軸試驗(yàn)時(shí)放置試樣兩側(cè)，真三軸試驗(yàn)中試樣受到三組作用于相互垂直面上的應(yīng)力，三組作用力分別稱(chēng)為大主應(yīng)力
O1、中主應(yīng)力O2和小主應(yīng)力O 3，其特征在于:所述土工真三軸試驗(yàn)雙向微摩擦荷載傳力板包括矩形承載板，矩形承載板的上部設(shè)有可沿O1方向滾動(dòng)的滾軸排，滾軸排上沿O方向依次循環(huán)布置第一滑條、第二滑條和第三滑條，第一滑條、第二滑條和第三滑條上沿矩形承載板的σ3方向依次設(shè)有滑塊，滑塊可在第一滑條、第二滑條和第三滑條上沿σ 3方向自由滑動(dòng)，第一滑條、第二滑條和第三滑條上的滑塊拼成一個(gè)大于試樣尺寸的矩形接觸板，用于與試樣直接接觸。
[0007]如上所述的土工真三軸試驗(yàn)雙向微摩擦荷載傳力板，矩形承載板的上部沿σ 3方向間隔設(shè)置多個(gè)滑槽，相鄰兩個(gè)滑槽之間形成支架，支架上間隔設(shè)置多個(gè)弧形凹槽，所有支架的弧形凹槽在σ 3方向處于同一直線上，每一滑槽中在每個(gè)弧形凹槽對(duì)應(yīng)位置處設(shè)置滾軸，轉(zhuǎn)軸穿過(guò)位于矩形承載板的σ 3方向同一直線上的滾軸后架設(shè)在弧形凹槽上，轉(zhuǎn)軸穿設(shè)的滾軸在σ i方向上形成所述滾軸排。
[0008]如上所述的土工真三軸試驗(yàn)雙向微摩擦荷載傳力板，第一滑條和第三滑條的上端均沿矩形承載板的03方向依次套設(shè)有多個(gè)第一滑塊，第二滑條的上端沿矩形承載板的σ 3方向依次套設(shè)有多個(gè)第二滑塊，第一滑塊搭接在第二滑塊的上方，并保持一定的間隙，以保證試樣在σ i方向的壓縮變形，同時(shí)防止加載時(shí)試樣嵌入滑塊間隙，第一滑塊和第二滑塊均可通過(guò)滾珠在各自對(duì)應(yīng)滑條上沿矩形承載板的σ 3方向自由滑動(dòng)。
[0009]如上所述的土工真三軸試驗(yàn)雙向微摩擦荷載傳力板，第一滑條的兩端各設(shè)有一塊翼板，第二滑條距離兩端一定距離處各設(shè)有一塊翼板，第三滑條的中部設(shè)有一塊翼板，三種滑條的翼板相互嵌入形成一有間隙的平面，以保證三種滑條可通過(guò)滾軸排在矩形承載板上沿σ:方向自由滑動(dòng)。
[0010]如上所述的土工真三軸試驗(yàn)雙向微摩擦荷載傳力板，矩形承載板的兩側(cè)部位設(shè)有側(cè)板，側(cè)板上均布鉆孔，第一滑條兩端的翼板分別設(shè)有鉆孔，用桿狀件依次穿過(guò)第一滑條兩端的翼板上的鉆孔以及側(cè)板上的鉆孔，以保證試驗(yàn)時(shí)從σ 向施加軸向壓力時(shí)保證傳力板能夠直立且側(cè)面跟試樣能夠緊密貼合。
[0011]本發(fā)明在使用時(shí)放置在試樣兩側(cè)，試樣在σ 向壓縮變形時(shí)，滾軸排可以有效降低微摩擦荷載傳力板與水平加載板之間的摩阻力，當(dāng)試樣在σ 3方向變形時(shí)，多層滑塊可以減小加載板與試樣接觸面的摩阻力，使試樣在接觸面切線方向上可以自由雙向變形，可以有效地將荷載施加在試樣上，在試樣與荷載傳力板界面接觸面切線方向上沒(méi)有摩擦力或者摩阻力極小(微摩擦)，提高真三軸試驗(yàn)的技術(shù)水平。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明土工真三軸試驗(yàn)雙向微摩擦荷載傳力板的結(jié)構(gòu)分解示意圖；
[0013]圖2所示為本發(fā)明土工真三軸試驗(yàn)雙向微摩擦荷載傳力板正立面圖；
[0014]圖3所示為本發(fā)明土工真三軸試驗(yàn)雙向微摩擦荷載傳力板側(cè)立面圖；
[0015]圖4是本發(fā)明土工真三軸試驗(yàn)雙向微摩擦荷載傳力板的滑塊布置圖；
[0016]圖5是本發(fā)明第一滑條的立體結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖6是本發(fā)明第二滑條的立體結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖7是本發(fā)明第三滑條的立體結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖8(a)是本發(fā)明工作時(shí)的俯視圖；
[0020]圖8(b)是本發(fā)明工作時(shí)的側(cè)視圖。
[0021]圖中:1 一矩形承載板，2—滑槽，21—支架，22—弧形凹槽，3—滾軸排，31—轉(zhuǎn)軸，4一第一滑條，5—第二滑條，6—第三滑條，7—滾珠，8—第一滑塊，9一第二滑塊，10—側(cè)板，41、51、61—翼板。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖，對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0023]圖1所示為本發(fā)明土工真三軸試驗(yàn)雙向微摩擦荷載傳力板的部分結(jié)構(gòu)分解示意圖，所述土工真三軸試驗(yàn)雙向微摩擦荷載傳力板用于真三軸試驗(yàn)時(shí)放置試樣兩側(cè)，真三軸試驗(yàn)中試樣受到三組作用于相互垂直面上的應(yīng)力，三組作用力分別稱(chēng)為大主應(yīng)力σ 1、中主應(yīng)力σ2和小主應(yīng)力σ 3(如圖8(a)和圖8(b)所示)。
[0024]所述土工真三軸試驗(yàn)雙向微摩擦荷載傳力板包括矩形承載板1，矩形承載板I的頂部沿σ 3方向間隔設(shè)置多個(gè)滑槽2，相鄰兩個(gè)滑槽2之間形成支架21，支架21上間隔設(shè)置多個(gè)弧形凹槽22，所有支架21的弧形凹槽22在03方向處于同一直線上。
[0025]每一滑槽2中在每個(gè)弧形凹槽22對(duì)應(yīng)位置處設(shè)置滾軸3，轉(zhuǎn)軸31穿過(guò)位于矩形承載板I的σ 3方向同一直線上的滾軸3后架設(shè)在弧形凹槽22上。轉(zhuǎn)軸31穿設(shè)的滾軸3在矩形承載板I的σ i方向上形成滾軸排，滾軸排的上面從左向右依次循環(huán)的設(shè)有