CN102183414A - 一种土工合成材料土中拉伸试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种土工合成材料土中拉伸试验装置，包括夹持部件、隔离套筒、试验箱、主框架、量测设备、采集控制箱，所述夹持部件可实现对土工合成材料的稳定夹持，所述隔离套筒可保护夹具不与土体相接触，所述试验箱为土工合成材料土中拉伸过程提供必要试验空间，所述主框架可供本装置各部件稳定的安置于其上并为试验的可操作性留有改进空间，所述量测设备可实现对拉伸力、拉伸位移、法向荷载的精确测量，所述采集控制箱可集成数据采集、记录和试验过程控制的功能，方便试验操作。本发明装置可实现土工合成材料在土体中的单侧、双侧拉伸，用于研究土工合成材料在真实工作条件下的拉伸性能，比现有空气中拉伸试验条件下的常规拉伸试验机更具实际意义，同时可以实现对不同荷载条件下土工合成材料与土体相互作用机制的研究。

Description

一种土工合成材料土中拉伸试验装置

技术领域

本发明涉及一种可测试土工合成材料土中拉伸性能的试验装置，属于材料性能试验技术领域。

背景技术

对于土工合成材料拉伸性能的测试，往往采用简单的空气中拉伸的试验方法，所测得的拉伸性能与土工合成材料在工程使用中的真实应力应变状态相差较大，无法准确的反映土工合成材料在土中或在有侧限条件下的受拉变形状态和拉伸强度等力学性能。

与本发明相似的产品主要有各种测试土工合成材料拉伸性能的设备，主要用于常规拉伸试验、蠕变试验或测试相关拉伸性能的试验，例如河海大学的土工合成材料双向拉伸蠕变测试仪（申请公布号：CN101776553A），可测试土工合成材料空气中双向拉伸蠕变的力学性质。此类试验装置实现材料拉伸的测试条件多为空气中进行，即受拉土工合成材料两侧没有受到土体荷载的作用。但土工合成材料在实际工程中的使用却与此种条件有一定差异，众所周知，土体是一种不能承受拉力的散体性材料，工程中对于需要承受拉力的一部分土体，常采用土工合成材料与其组成加筋结构，土体与土工合成材料相互作用、相互协调，使得加筋结构作为一个受力整体承担荷载。因此，土工合成材料的使用均存在土体法向荷载的作用，这与常规土工合成材料测试方法所限制的条件有所不同。

目前使用的测试土工合成材料拉伸性能的仪器不具备直接改造为土中拉伸试验装置的基础，最关键的问题在于夹具的处理。空气中拉伸试验条件下，拉力传感器通过夹具与土工合成材料试样相连，测得的拉力即为试样所受的拉伸荷载；土中拉伸试验条件下，夹具放入土体之中还是土体之外会导致结果存在较大差别。若夹具放入土体之中，与夹具相连接的拉力传感器测得的数据不仅包括试样的拉伸力，还包括土体对夹具的摩擦力，使问题复杂化；若夹具在土体外部，必然会使得试样的一部分在空气之中，由于此部分试样受拉伸长，则会出现对应拉伸位移测量不准确的问题，再者，随着土工合成材料拉伸过程的进行，原本处于土体之中的部分试样逐渐被拉出土体，失去了土中受限的条件，与实际不符。因此，实现土工合成材料土中拉伸需要对常规拉伸试验机的主体部分进行全新设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种土工合成材料土中拉伸试验装置，能够模拟土工合成材料在实际使用中的受力环境，解决现有土工合成材料拉伸试验不能真实反映材料在土体之中拉伸性能的问题，研究土工合成材料与土体之间复杂的相互作用机制。

本发明提出的一种土工合成材料土中拉伸试验装置，包括夹持部件1、隔离套筒2、试验箱3、主框架4、量测设备5和采集控制箱6，其特征在于：所述夹持部件1分为左、右两组，分别伸入试验箱3两侧，夹持位于试验箱3中的土工合成材料试样8；所述隔离套筒2分为左、右两组，两组隔离套筒2分别套于相应的夹持部件1外，保护夹持部件1不与土体7相接触，同时隔离套筒2与夹持部件1之间也保持不相接触；所述试验箱3为试样8在土体7中的受拉受压状态提供必要的试验环境；试验箱3位于主框架4上方，主框架4可以为试验箱3提供稳定的试验平台，所述量测设备5精确测量拉伸荷载、拉伸位移、法向荷载；所述采集控制箱6放置于主框架4上方，实现数据采集和试验控制的功能；

所述夹持部件1包括上夹板9、下夹板10、螺栓11、夹具支撑柱12和夹具支撑横梁13，上夹板9和下夹板10通过螺栓11锚固，上夹板9和下夹板10的夹口为方齿形；所述下夹板10通过两个夹具支撑柱12与夹具支撑横梁13相连；所述下夹板10和量测设备5连接，通过主框架4实现拉伸位移；

所述隔离套筒2包括筒身14、套筒上盖板15、盖板开口16、连接片17、固定螺丝18、套筒支撑柱19和套筒支撑横梁20，筒身14与套筒上盖板15通过连接片17与固定螺丝18相连，套筒上盖板15截面呈L形，竖向放置的一面留有盖板开口16，供试样8穿过，所述筒身14通过两个套筒支撑柱19与套筒支撑横梁20相连；所述筒身14通过主框架4实现与夹持部件1相同的拉伸位移；

所述试验箱3包括箱体21、箱体开口22、上气压袋23、下气压袋24、箱盖板25、螺丝26、上通气管27和下通气管28，箱体21底部中心与下气压袋24进气口连接固定，箱盖板25中心与上气压袋23进气口连接固定，箱盖板25通过螺丝26固定在箱体21之上，箱体21两侧留有箱体开口22供夹持部件1和隔离套筒2伸入；所述上通气管27、下通气管28一端分别与上气压袋23、下气压袋24相连，另一端合为一管，与量测设备5和空气压缩机相连，借助空气压缩机向内充气；空气压缩机连接采集控制箱6，实现对充气量的控制；

所述采集控制箱6连接量测设备5。

本发明中，盖板开口16不得高于5mm。

本发明中，所述主框架4包括框架平台29、左固定横梁30、右固定横梁31、横梁辅助固定支架32、光杆33、左移动横梁34、右移动横梁35和固定杆36，左固定横梁30和右固定横梁31通过横梁辅助固定支架32安置在框架平台29上；所述光杆33分为四根，位于左固定横梁30和右固定横梁31之间，受拉固定；所述左移动横梁34和右移动横梁35连接夹持部件1和隔离套筒2，通过拉伸机可在光杆33上滑行移动，且摩擦系数较小；所述固定杆36分为两根，位于右固定横梁31和右移动横梁35之间，可拆卸。

本发明中，所述量测设备5包括拉力传感器37、位移计38和气压传感器39，拉力传感器37分为两组，一组两端分别连接下夹板10和左移动横梁34，另一组两端分别连接下夹板10和右移动横梁35；位移计38分为两组，两组位移计38分别连接左移动横梁34和右移动横梁35，量测左移动横梁34、右移动横梁35的位移；气压传感器39与上气压袋23、下气压袋24连接管路相连，量测上气压袋23、下气压袋24内压力。

本发明中，所述采集控制箱6包括调压阀41、拉伸控制开关42、拉伸速率控制器43、控制面板44和采集卡45，调压阀41、拉伸控制开关42、拉伸速率控制器43和采集卡45分别通过数据线40连接控制面板44，采集卡45分别与量测设备5的拉力传感器37、位移计38和气压传感器39连接，并进行数据采集，调压阀41通过管路连接气压传感器39。

所述试验箱内部采用分别与上盖板和箱底相固定的两个气压袋施加法向荷载，气压袋借助空气压缩机进行充气。

所述主框架通过固定在其上的移动横梁为夹具的拉伸位移提供导向，移动横梁借助常规拉伸试验装置实现拉伸位移。

所述移动横梁通过拉力传感器与夹持部件连接固定，同时与筒身连接固定，因此移动横梁、夹持部件、隔离套筒具有相同的位移。

夹持部件分为左右两组，包括上夹板、下夹板、螺栓、夹具支撑柱、夹具支撑横梁。其中，上夹板与下夹板通过数量不少于2个的螺栓锚固，形成夹具。在保证试验顺利进行的基础上，夹具可选用任何其他形式夹具代替。为使试样在试验过程中保持受力均匀并且不发生与夹具之间的滑脱，上夹板、下夹板之间的夹口为方齿形，齿形高度不应超过3mm。夹具下夹板通过夹具支撑柱与夹具支撑横梁相连，并保持固定。

隔离套筒分为左右两组，包括筒身、套筒上盖板、盖板开口、连接片、固定螺丝、套筒支撑柱、套筒支撑横梁。其中，筒身、套筒上盖板采用刚度良好的不锈钢材料，二者通过连接片和固定螺丝连接。套筒上盖板截面呈L形，应方便装卸，卸去套筒上盖板的目的是便于对夹具及其螺栓的操作，从而实现对土工合成材料试样的安装和拆卸。套筒上盖板竖向放置的平面上留有盖板开口，高度不得大于5mm，供试验时土工合成材料通过。筒身通过套筒支撑柱与套筒支撑横梁相连，并保持固定。

试验箱包括箱体、箱体开口、上气压袋、下气压袋、箱盖板、螺丝、上通气管、下通气管。其中，箱体材料应选用刚性大且具一定厚度的耐腐蚀性金属。箱体左右两侧各设置一个大小稍大于隔离套筒断面面积的开口，供套筒伸入。上气压袋固定在箱盖板上，并穿过箱盖板中心与上通气管相连。下气压袋固定在箱底，并穿过箱底中心与下通气管相连。上通气管与下通气管相连，合并为一根通气管，借助空气压缩机实现对气压袋的充气，气压袋可承受工作范围为0-300kPa。气压袋充气之前需将箱盖板通过螺丝固定在箱体上，螺丝数目不应少于10个。

主框架包括框架平台、左固定横梁、右固定横梁、横梁辅助固定支架、光杆、左移动横梁、右移动横梁、固定杆。其中，框架平台可提供稳定的水平试验操作环境，由刚性较大的金属材料制成。左、右固定横梁牢固的固定在框架平台左右两侧，并通过横梁辅助固定支架保持稳定。光杆共设置4根，呈长方形分布，固定于左、右固定横梁之间，并处于拉紧状态下，光杆直径不得小于30mm，表面需光滑摩擦力低。左、右移动横梁穿过4根光杆，并在光杆上滑动，可通过设置滑珠实现摩擦力较小的移动。固定杆固定于右移动横梁与右固定横梁之间，设置为2根，直径不得小于30mm，需便于拆卸。

量测设备包括拉力传感器、位移计、气压传感器。其中，拉力传感器分为两组，连接左、右移动横梁与下夹板，用于量测土工合成材料所受拉力值。位移计分为两组，与左、右移动横梁相接，用于量测移动横梁的位移值。两组拉力传感器、位移计分别布置在左右两侧，全面的监测受拉土工合成材料试样的拉伸状态。气压传感器与通气管相连，用于量测气压袋内气压值。

采集控制箱包括调压阀、拉伸控制开关、拉伸速度控制器、控制面板、采集卡。其中，通过控制面板可对调压阀、拉伸控制开关、拉伸速率控制器进行集成控制；采集卡通过数据线连接拉力传感器、位移计、气压传感器，可实现数据的统一采集。

在试验前要对拉伸荷载进行校核。拉力传感器与夹具下夹板相连，所测得的数据包含夹具受到的拉力和摩擦力。一方面，夹具与土工合成材料相接触，因此夹具受到的拉力为土工合成材料所受到的真实拉力；另一方面，夹具受到夹具支撑横梁的支撑作用，二者连为整体，而且夹具支撑横梁与光杆之间存在摩擦力，因此拉力传感器得到的数据包括土工合成材料的拉伸力和光杆与夹具支撑横梁之间的摩擦力。前者是量测目标值，后者为系统误差值。虽然可以通过减小光杆与夹具支撑横梁之间的摩擦使得目标值更加精确，但此项系统误差是不可避免的。通过如下方式消除光杆与夹具支撑横梁之间摩擦力带来的误差。首先不加装土工合成材料试样进行拉伸试验，通过拉力传感器得到系统误差拉力值，然后进行正常的土工合成材料土中拉伸试验，得到拉力初始值，将拉力初始值减去前面得到的系统误差拉力值即为土工合成材料所受到的真实拉伸荷载。

本装置可采用两种方式进行土工合成材料土中拉伸试验，分别为双侧拉伸试验和单侧拉伸试验。进行土工合成材料土中双侧拉伸试验需将右侧移动横梁与固定横梁之间的固定杆拆下，并准备两台常规拉伸试验机，对两侧的移动横梁同时进行拉动，这时试样的左右同时受到拉伸荷载，拉伸位移以中心线为轴两侧对称分布；进行土工合成材料土中单侧拉伸试验需安置固定杆，保证右侧移动横梁不产生位移，借助一台常规拉伸试验机，对左侧的移动横梁进行拉动，这时试样的左侧受到拉伸荷载，右侧并不产生位移。

除土中拉伸，本装置可通过对土工合成材料夹持方式的不同处理、拉伸速率的调整、试验箱内放置或不放置土体等方法，实现对土工合成材料拉拔试验、空气中拉伸（常规拉伸）试验、侧限拉伸试验、蠕变试验等多种不同条件的测试。

本发明可用于土工合成材料土中拉伸试验，为实现检测土工合成材料在实际工程使用中的真实拉伸性能提供可能。

本发明的有益效果为：

1、本发明装置可模拟土工合成材料在土体环境下的拉伸试验，比常规空气中的拉伸试验更接近工程实际中的应力应变状态。

2、本发明装置利用隔离套筒对夹具保护的措施可保证精确的量测土工合成材料在土中的受拉力值，没有土体对夹具的摩擦以及土体由于侧向压力产生的对夹具的被动土压力。

3、本发明装置中的法向荷载由上、下气压袋实施，而不是刚性承载板加载，这样可保证法向荷载均匀的施加并保持稳定性，同时可压迫土体填充入由于夹具、套筒拉出而产生的空间，保证试样材料一直处于土体之中。

4、本发明装置可实现土中单侧拉伸试验、土中双侧拉伸试验、空气中拉伸（常规拉伸）试验、拉拔试验、侧限拉伸试验、蠕变试验等多种条件下的土工合成材料的测试。

附图说明

图1为本发明装置主视图。

图2为本发明装置俯视图。

图3为本发明装置中夹持部件及隔离套筒局部示意图。

图4为本发明装置中试验箱局部示意图。

图5为本发明装置中量测设备及采集控制箱结构示意图。

图6为左移动横梁结构示意图。

图7为右移动横梁结构示意图。

图8为左固定横梁及横梁辅助固定支架结构示意图。

图9为右固定横梁及横梁辅助固定支架结构示意图。

图10为固定杆结构示意图。

图11为光杆结构示意图。

其中，1-夹持部件；2-隔离套筒；3-试验箱；4-主框架；5-量测设备；6-采集控制箱；7-土体；8-土工合成材料试样；9-上夹板；10-下夹板；11-螺栓；12-夹具支撑柱；13-夹具支撑横梁；14-筒身；15-套筒上盖板；16-盖板开口；17-连接片；18-固定螺丝；19-套筒支撑柱；20-套筒支撑横梁；21-箱体；22-箱体开口；23-上气压袋；24-下气压袋；25-箱盖板；26-螺丝；27-上通气管；28-下通气管；29-框架平台；30-左固定横梁；31-右固定横梁；32-横梁辅助固定支架；33-光杆；34-左移动横梁；35-右移动横梁；36-固定杆；37-拉力传感器；38-位移计；39-气压传感器；40-数据线；41-调压阀；42-拉伸控制开关；43-拉伸速率控制器；44-控制面板；45-采集卡。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

请参阅图1-10，本发明实施例，包括夹持部件1、隔离套筒2、试验箱3、主框架4、量测设备5、采集控制箱6，夹持部件1分为两组，稳定夹持着位于土体7中的土工合成材料试样8；隔离套筒2分为两组，保护夹持部件1不与土体7接触；试验箱3为试样8在土体7中的受拉伸状态提供必要的试验环境；主框架4为本装置各部件提供了稳定的安放平台；量测设备5精确测量拉伸荷载、拉伸位移、法向荷载；采集控制箱6可实现数据采集和试验控制的功能。

夹持部件1包括上夹板9、下夹板10、螺栓11、夹具支撑柱12、夹具支撑横梁13，其中，上夹板9和下夹板10通过螺栓11锚固，下夹板10通过两个夹具支撑柱12与夹具支撑横梁13相连。

隔离套筒2包括筒身14、套筒上盖板15、盖板开口16、连接片17、固定螺丝18、套筒支撑柱19、套筒支撑横梁20，其中，筒身14与套筒上盖板15通过连接片17与固定螺丝18相连，套筒上盖板15截面呈L形，竖向放置的一面留有盖板开口16，供试样8穿过，筒身14通过两个套筒支撑柱19与套筒支撑横梁20相连。

试验箱3包括箱体21、箱体开口22、上气压袋23、下气压袋24、箱盖板25、螺丝26、上通气管27、下通气管28，其中，箱体21底部中心与下气压袋24进气口连接固定，箱盖板25中心与上气压袋23进气口连接固定，箱盖板25可通过螺丝26固定在箱体21之上，箱体21两侧留有箱体开口22供隔离套筒2伸入，上通气管27和下通气管28一端分别与上气压袋23和下气压袋24相连，另一端合为一管，借助空气压缩机向内充气。

主框架4包括框架平台29、左固定横梁30、右固定横梁31、横梁辅助固定支架32、光杆33、左移动横梁34、右移动横梁35、固定杆36，其中，左固定横梁30和右固定横梁31通过横梁辅助固定支架32牢固的安置在框架平台29上，光杆33分为四根，位于左固定横梁30和右固定横梁31之间受拉固定，左移动横梁34和右移动横梁35可在光杆33上滑行移动，固定杆36分为两根，位于右固定横梁31和右移动横梁35之间。

量测设备5包括拉力传感器37、位移计38、气压传感器39，其中，拉力传感器37分为两组，连接下夹板10与左移动横梁34及右移动横梁35；位移计38分为两组，量测左移动横梁34与右移动横梁35的位移；气压传感器39量测上气压袋23和下气压袋24内压力。

采集控制箱6包括调压阀41、拉伸控制开关42、拉伸速率控制器43、控制面板44、采集卡45，其中，调压阀41、拉伸控制开关42、拉伸速率控制器43可通过控制面板44进行集成控制，采集卡45与量测设备5连接并进行数据采集。

（1）.土工合成材料土中单侧拉伸试验

a.安装固定杆

如果固定杆未将右移动横梁固定，则需先安装固定杆以控制土工合成材料试样右端的拉伸位移，同时启动土工合成材料土中拉伸试验装置，准备开始试验。

b.初始拉力校核

通过不夹持土工合成材料试样对系统误差进行标定。

c.初始状态

调整好左、右夹持部件之间的预定间距并暂时予以固定，可小心的向试验箱中填放少量土体，土体高度暂不能超过隔离套筒底部，将土工合成材料试样置于夹具间夹紧，并盖上套筒上盖板。

d.填装土体

小心的将试样下部用土体填满压实，保证试样水平放置，继续填充土体至离箱口20mm左右，为气压袋预留一定空间。

e.盖箱盖板

注意将与盖板一体的气压袋整平，并不能受到箱盖板与装土盒之间的挤压，将固定箱盖板的螺丝旋紧，注意气压袋在100kPa以上的情况下，必须旋紧至少12个螺丝。

f.参数设置

将一台常规拉伸试验机的拉伸端与右移动横梁固定，将空气压缩机与本机通气管相连，设置拉伸参数，如拉伸速率和气压袋内压强值，并开始测试。

g.取土

拉伸至试样破坏，关掉常规拉伸试验机及空气压缩机，打开箱盖板，取出试验箱内土体，注意尽量减少土体进入夹持部件内。

h.试验结果

取土至试样高度，拍摄试样破坏形态并加以分析，与其他组试验成果相对比验证试样破坏状态的一致性，将得到的初始试验结果减去系统标定值即为最终试验结果。

i.试验完毕

取出剩余土体，取下破坏试样，清理本试验装置，准备下一组试验。

(2). 土工合成材料土中双侧拉伸试验

a.拆下固定杆

如果固定杆将右移动横梁固定，则需先拆下固定杆使得土工合成材料试样左、右两端可被拉动，同时启动土工合成材料土中拉伸试验装置，准备开始试验。

b.初始拉力校核

通过不夹持土工合成材料试样对系统误差进行标定。

c.初始状态

调整好左、右夹持部件之间的预定间距并暂时予以固定，可小心的向试验箱中填放少量土体，土体高度暂不能超过隔离套筒底部，将土工合成材料试样置于夹具间夹紧，并盖上套筒上盖板。

d.填装土体

小心的将试样下部用土体填满压实，保证试样水平放置，继续填充土体至离箱口20mm左右，为气压袋预留一定空间。

e.盖箱盖板

注意将与盖板一体的气压袋整平，并不能受到箱盖板与装土盒之间的挤压，将固定箱盖板的螺丝旋紧，注意气压袋在100kPa以上的情况下，必须旋紧至少12个螺丝。

f.参数设置

将两台常规拉伸试验机的拉伸端与左、右移动横梁连接固定，将空气压缩机与本机通气管相连，设置拉伸参数，如拉伸速率和气压袋内压强值，并开始测试。

g.取土

拉伸至试样破坏，关掉常规拉伸试验机及空气压缩机，打开箱盖板，取出试验箱内土体，注意尽量减少土体进入夹持部件内。

h.试验结果

取土至试样高度，拍摄试样破坏形态并加以分析，与其他组试验成果相对比验证试样破坏状态的一致性，将得到的初始试验结果减去系统标定值即为最终试验结果。

i.试验完毕

取出剩余土体，取下破坏试样，清理本试验装置，准备下一组试验。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种土工合成材料土中拉伸试验装置，包括夹持部件(1)、隔离套筒(2)、试验箱(3)、主框架(4)、量测设备(5)和采集控制箱(6)，其特征在于：所述夹持部件(1)分为左、右两组，分别伸入试验箱(3)两侧，夹持位于试验箱(3)中的土工合成材料试样(8)；所述隔离套筒(2)分为左、右两组，两组隔离套筒(2)分别套于相应的夹持部件(1)外，保护夹持部件(1)不与土体(7)相接触，同时隔离套筒(2)与夹持部件(1)之间也保持不相接触；所述试验箱(3)为试样(8)在土体(7)中的受拉受压状态提供必要的试验环境；试验箱(3)位于主框架(4)上方，主框架(4)为试验箱(3)提供稳定的试验平台，所述量测设备(5)精确测量拉伸荷载、拉伸位移、法向荷载；所述采集控制箱(6)放置于主框架(4)上方，实现数据采集和试验控制的功能；

所述夹持部件(1)包括上夹板(9)、下夹板(10)、螺栓(11)、夹具支撑柱(12)和夹具支撑横梁(13)，上夹板(9)和下夹板(10)通过螺栓(11)锚固，上夹板(9)和下夹板(10)的夹口为方齿形；所述下夹板(10)通过两个夹具支撑柱(12)与夹具支撑横梁(13)相连；所述下夹板(10)和量测设备(5)连接，通过主框架(4)实现拉伸位移；

所述隔离套筒(2)包括筒身(14)、套筒上盖板(15)、盖板开口(16)、连接片(17)、固定螺丝(18)、套筒支撑柱(19)和套筒支撑横梁(20)，筒身(14)与套筒上盖板(15)通过连接片(17)与固定螺丝(18)相连，套筒上盖板(15)截面呈L形，竖向放置的一面留有盖板开口(16)，供试样(8)穿过，所述筒身(14)通过两个套筒支撑柱(19)与套筒支撑横梁(20)相连；所述筒身(14)通过主框架(4)实现与夹持部件(1)相同的拉伸位移；

所述试验箱(3)包括箱体(21)、箱体开口(22)、上气压袋(23)、下气压袋(24)、箱盖板(25)、螺丝(26)、上通气管(27)和下通气管(28)，箱体(21)底部中心与下气压袋(24)进气口连接固定，箱盖板(25)中心与上气压袋(23)进气口连接固定，箱盖板(25)通过螺丝(26)固定在箱体(21)之上，箱体(21)两侧留有箱体开口(22)供夹持部件(1)和隔离套筒(2)伸入；所述上通气管(27)、下通气管(28)一端分别与上气压袋(23)、下气压袋(24)相连，另一端合为一管，与量测设备(5)和空气压缩机相连，借助空气压缩机向内充气；空气压缩机连接采集控制箱(6)，实现对充气量的控制； 

所述采集控制箱(6)连接量测设备(5)。

2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：盖板开口(16)不得高于5mm。

3.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述主框架(4)包括框架平台(29)、左固定横梁(30)、右固定横梁(31)、横梁辅助固定支架(32)、光杆(33)、左移动横梁(34)、右移动横梁(35)和固定杆(36)，左固定横梁(30)和右固定横梁(31)通过横梁辅助固定支架(32)安置在框架平台(29)上；所述光杆(33)分为四根，位于左固定横梁(30)和右固定横梁(31)之间，受拉固定；所述左移动横梁(34)和右移动横梁(35)连接夹持部件(1)和隔离套筒(2)，通过拉伸机可在光杆(33)上滑行移动，且摩擦系数较小；所述固定杆(36)分为两根，位于右固定横梁(31)和右移动横梁(35)之间。

4.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述量测设备(5)包括拉力传感器(37)、位移计(38)和气压传感器(39)，拉力传感器(37)分为两组，一组两端分别连接下夹板(10)和左移动横梁(34)，另一组两端分别连接下夹板(10)和右移动横梁(35)；位移计(38)分为两组，两组位移计(38)分别连接左移动横梁(34)和右移动横梁(35)，量测左移动横梁(34)、右移动横梁(35)的位移；气压传感器(39)与上气压袋(23)、下气压袋(24)连接管路相连，量测上气压袋(23)、下气压袋(24)内压力。

5.根据权利要求4所述的试验装置，其特征在于：所述采集控制箱(6)包括调压阀(41)、拉伸控制开关(42)、拉伸速率控制器(43)、控制面板(44)和采集卡(45)，调压阀(41)、拉伸控制开关(42)、拉伸速率控制器(43)和采集卡(45)分别通过数据线(40)连接控制面板(44)，采集卡(45)分别与量测设备(5)的拉力传感器(37)、位移计(38)和气压传感器(39)连接，并进行数据采集，调压阀(41)通过管路连接气压传感器(39)。

Images