CN102980841A - 大吨位双杠杆加载系统 - Google Patents

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蒋中明
王为
冯树荣
钟辉亚
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Abstract

本发明公开了一种大吨位双杠杆加载系统，在底板(1)上设置4根支撑杆，在前两根支撑杆上设有第一横梁(6)，所述的第一横梁(6)上铰接有第一杠杆(7)，所述的第一杠杆(7)的长杆端设有用于挂砝码的挂钩(13)，所述的第一杠杆(7)的短杆端设有平衡锤(4)，在后两根支撑杆上设有第二横梁(8)，第二杠杆(10)一端铰接在所述的第二横梁(8)上，所述的第二杠杆(10)的另一端通过连接杆(3)与所述的第一杠杆(7)铰接，所述的加载装置(11)铰接在所述的第二杠杆(10)上。本发明是一种能对大型渗透变形试验进行高应力加载的大吨位双杠杆加载系统。

Description

大吨位双杠杆加载系统
技术领域
本发明涉及一种加载系统，特别是涉及用于水利水电工程、地下工程、交通工程、石油工程等领域各类级配土、断层破碎岩体的渗透变形实验的加载系统，尤其是可用于原位应力环境中级配土、断层破碎岩体的渗透变形。
背景技术
现有技术条件下，对级配土、断层破碎岩体的渗透变形的测试方法还没有统一的标准，通常情况下，室内试验采用直径为20cm及30cm的垂直渗透变形仪，仪器高度为内径的2～3倍，仪器分为进水段，出水段和试样段，加载方式也无统一标准且比较简单。通过升高供水箱的高度，记录相应高度的测压管的读数，出水口的流量，观察现象，然后对所测数据和所观察到的现象进行分析，测出其临界水力梯度。工程实践中获得的室内渗透变形实验成果均为应力释放后的成果，对试件进行加载是为了反映天然受力状态对渗透变形特性的影响。对于粗粒径级配土、断层破碎岩体渗透变形试验来讲，一般的加载装置，难以反映天然受力状态的影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能对大型渗透变形试验进行高应力加载的大吨位双杠杆加载系统。
为了解决上述技术问题，本发明提供的大吨位双杠杆加载系统，包括加载装置，在底板上设置4根支撑杆，在前两根支撑杆上设有第一横梁，所述的第一横梁上铰接有第一杠杆，所述的第一杠杆的长杆端设有用于挂砝码的挂钩，所述的第一杠杆的短杆端设有平衡锤，在后两根支撑杆上设有第二横梁，第二杠杆一端铰接在所述的第二横梁上，所述的第二杠杆的另一端通过连接杆与所述的第一杠杆铰接且所述的连接杆与所述的第一杠杆的铰点临近所述的第一杠杆与所述的第一横梁的铰点，所述的加载装置铰接在所述的第二杠杆上临近所述的第二杠杆与所述的第二横梁的铰点。
所述的底板长800mm、宽600mm、厚30mm，4根所述的支撑杆的直径为30mm。
采用上述技术方案的大吨位双杠杆加载系统，通过在挂钩处挂砝码，使第一杠杆产生一个向下的力，通过连接杆将力传递到第二杠杆，最终在加载装置处产生向下的力作用在试件上。
本发明的有益效果是，通过2组杠杆装置，可将作用力放大到想要的数量级，便于研究高应力下不同级配的渗透特性，对于实际工程更具有指导意义。本装置除了可用于渗透试验加载，还可用于其他需进行大吨位加载试验的加载。该装置设计合理，结构简单，操作方便。
本发明的创新之处在于：通过2组杠杆装置的传递将作用力放大，提高加载吨位，与同等量级的单杠杆相比，节省了空间。本仪器精心设计的加载装置，可以自由调节其高度，可以补偿因为加载过程中级配土被压缩所带来的影响，避免了作用力的损失。
附图说明
图1是本发明的侧立面图。
图2是本发明的正立面图。
图中的标示为：1-底座，2-第一支撑杆，3-连接杆，4-平衡锤，5-第一铰轴，6-第一横梁，7-第一杠杆，8-第二横梁，9-第二铰轴，10-第二杠杆10，11-加载装置，12-第二支撑杆，13-挂钩，14-垂直渗透仪。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
参见图1和图2，在长800mm、宽600mm、厚30mm的底板1上设置4根直径为30mm支撑杆，在前两根支撑杆即第一支撑杆2上设有第一横梁6，第一横梁6上通过第一铰轴5铰接有第一杠杆7，第一杠杆7的长杆端设有用于挂砝码的挂钩13，第一杠杆7的短杆端设有平衡锤4，在后两根支撑杆即第二支撑杆12上设有第二横梁8，第二杠杆10一端通过第二铰轴9铰接在第二横梁8上，第二杠杆10的另一端通过连接杆3与第一杠杆7铰接且连接杆3与第一杠杆7的铰点临近第一杠杆7与第一横梁6的铰点，加载装置11铰接在第二杠杆10上临近第二杠杆10与第二横梁8的铰点，在底板1上设有垂直渗透仪14，加载装置11对垂直渗透仪14加载。
参见图1和图2，通过在挂钩13处挂砝码，使第一杠杆7产生一个向下的力，通过连接杆3将力传递到第二杠杆10，最终在加载装置11处产生向下的力作用在垂直渗透仪14上。
本发明的有益效果是，通过2组杠杆装置即第一杠杆7和第二杠杆10，可将作用力放大到想要的数量级，便于研究高应力下不同级配的渗透特性，对于实际工程更具有指导意义。
本装置除了可用于渗透试验加载，还可用于其他需进行大吨位加载试验的加载。该装置设计合理，结构简单，操作方便。

Claims (2)

1.一种大吨位双杠杆加载系统，包括加载装置(11)，其特征是：在底板(1)上设置4根支撑杆，在前两根支撑杆上设有第一横梁(6)，所述的第一横梁(6)上铰接有第一杠杆(7)，所述的第一杠杆(7)的长杆端设有用于挂砝码的挂钩(13)，所述的第一杠杆(7)的短杆端设有平衡锤(4)，在后两根支撑杆上设有第二横梁(8)，第二杠杆(10)一端铰接在所述的第二横梁(8)上，所述的第二杠杆(10)的另一端通过连接杆(3)与所述的第一杠杆(7)铰接且所述的连接杆(3)与所述的第一杠杆(7)的铰点临近所述的第一杠杆(7)与所述的第一横梁(6)的铰点，所述的加载装置(11)铰接在所述的第二杠杆(10)上临近所述的第二杠杆(10)与所述的第二横梁(8)的铰点。
2.根据权利要求1所述的大吨位双杠杆加载系统，其特征是：所述的底板(1)长800mm、宽600mm、厚30mm，4根所述的支撑杆的直径为30mm。
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