CN103217378A - 一种土的被动侧压力系数测试装置 - Google Patents

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Abstract

一种土的被动侧压力系数测试装置，涉及土工试验与试验加载。解决了被动土压力长期难以实测的难题。该装置的调节杆固定承台（3）、第一、第二量力环固定承台（4-1、4-2）、第一、二滚动导轨（18-1、18-2），电机支座（20）顺序安装在底座平台（1）上，竖向模块化加载装置试件容器（17）安装在第一、二容器滚动导轨上，竖向模块化加载装置安装在试件容器上，对容器内土样施加竖向荷载；竖向模块化加载装置的油缸体设10×10个活塞孔，活塞和加载块体连接在连杆的两端；水平电机安装与底座右边的电机底座上，对试件容器施加水平荷载。量力环（6）的两端分别与调节转盘（2）螺杆的端头和连接杆（7）的一端接触。

Description

一种土的被动侧压力系数测试装置
技术领域
本发明涉及土工试验与试验加载，是一种用于土的被动侧压力系数测试的装置，且该设备中的加载装置能应用于其他领域。
技术背景
土侧压力系数是岩土工程中非常重要的参数，它反应的是土体在竖向荷载作用下，侧向受力与竖向受力之比，工程上一般将侧压力系数划分为静止、主动和被动三种侧压力系数。目前除静止侧压力系数外其它两个的实测手段还不够理想，而工程中所关心的土体破坏阶段对应的土压力一般是主动或被动土压力，目前所用的主动或被动侧压力系数大多是根据理论公式或者经验公式得来的，由于岩土材料的复杂性和多变性，这些取值往往与实际结果有较大差距。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种土的被动侧压力系数测试装置。该装置主要针对目前土工实验中被动土侧压力系数的测定，解决被动土压力长期难以实测的难题。为今后岩土工程的科研与设计提供可靠依据。
本发明解决其技术问题的技术方案
一种土的被动侧压力系数测试装置，该装置包括：底座平台、调节转盘、调节杆固定承台、第一、第二量力环固定承台、量力环千分尺、量力环、连接杆、顶推块、第一、第二千分尺固定杆、水平位移千分尺、竖向模块化加载装置、试件容器、第一、二滚动导轨、加载电机、电机支座。
所述的调节杆固定承台、第一、第二量力环固定承台、电机支座顺序安装在底座平台的横向中心线上，并使调节杆固定承台、第一、第二量力环固定承台上的演方孔同轴。
第一、二滚动导轨安装在第二量力环固定承台、电机支座之间的底座平台上平面的横向中心线的两侧；加载电机安装在电机支座上。
所述的试件容器安放于第一、二滚动导轨上。
所述的连接杆的一端通过螺钉与顶推块固定连接，连接杆的另一端与量力环接触，顶推块置于试件容器左侧壁上的圆孔中。
所述的量力环的两端分别放置于第一、第二量力环固定承台方孔之间。
所述的调节杆固定承台与调节转盘上的螺杆部分螺纹连接，调节转盘上螺杆的端头与量力环接触。
所述的试件容器中盛有土样，竖向模块化加载装置安装在试件容器中土样的上方。
所述的第一、第二千分尺固定杆分别安装在连接杆和试件容器上；水平位移千分尺安装在第一、第二千分尺固定杆上。
所述的竖向模块化加载装置包括：稳压阀、油缸盖、油缸体、10×10个活塞、10×10个连杆、10×10个加载块体。
油缸体的竖向加工出10×10个活塞孔；所述的10×10个活塞和10×10个加载块体分别固定在10×10个连杆的两端；10×10个活塞分别安装于油缸体上的10×10个活塞孔中。
所述的稳压阀安装在油缸盖上；稳压阀与油路连接。
所述的油缸盖与油缸体密封连接。
所述的试件容器上口的四个边外缘中线上各设一个凸缘，其上设一通孔，在油缸体的下口的四个边外缘中线上各设一个凸缘，其上设一与试件容器上口的通孔相同的通孔。
本发明的有益效果
本发明中的竖向模块化伺服加载装置能实现不同局部应变状态下的均匀加载，在此基础上能有效的对被动土压力系数进行实验测定，填补目前该领域的空白，为岩土工程研究与设计提供有力支持。
附图说明
图1为本发明装置整体结构纵向剖面图；
图2为调节杆固定承台，第一、第二量力环固定承台，第一、二滚动导轨安装在底座平台上图；
图3 为图2的A-A面剖面图；
图4为竖向模块化加载装置剖面图；
图5为竖向模块化加载装置仰视图；
图6为侧向压力采集构件示意图；
图7为试件容器剖面图；
图8为试件容器俯视图；
图9为试件容器左视图。
具体实施方式
结合附图对本发明作进一步说明：
一种土的被动侧压力系数测试装置，该装置包括：底座平台1，调节转盘2，调节杆固定承台3，第一、第二量力环固定承台4-1、4-2，量力环千分尺5，量力环6，连接杆7，试件容器孔8，顶推块9，第一、第二千分尺固定杆10-1、10-2，水平位移千分尺11，竖向模块化加载装置，试件容器17，第一、二滚动导轨18-1、18-2，加载电机19、电机支座20。
所述的调节杆固定承台3、第一、第二量力环固定承台4-1、4-2、电机支座20顺序安装在底座平台1的横向中心线上，并使调节杆固定承台3、第一、第二量力环固定承台4-1、4-2上的通孔同轴。
第一、二滚动导轨18-1、18-2安装在第一、第二量力环固定承台4-1、4-2、电机支座20之间的底座平台1上平面的横向中心线的两侧；加载电机19安装在电机支座20上；
所述的试件容器17安放于第一、二滚动导轨18-1、18-2上。
所述的连接杆7的一端通过螺钉与顶推块9固定连接，连接杆7的另一端与量力环6接触，顶推块9置于试件容器17左侧壁上的试件容器孔8中。
所述的量力环6的两端分别放置于第一、第二量力环固定承台4-1、4-2方孔之间。
所述的调节杆固定承台3与调节转盘2螺纹连接，调节转盘2的端头与量力环6接触。
所述的试件容器17中盛有土样，竖向模块化加载装置安装在试件容器17中土样的上方。
所述的第一、第二千分尺固定杆10-1、10-2分别安装在连接杆7和试件容器17上；水平位移千分尺11安装在第一、第二千分尺固定杆10-1、10-2上。
所述的竖向模块化加载装置包括：稳压阀12、油缸盖13、活塞14、连杆15、加载块体16、油缸体21。
油缸体21的竖向加工出10×10个活塞孔、所述的10×10个活塞14和10×10个加载块体16分别固定在10×10个连杆15的两端；10×10个活塞14分别安装于油缸体21上的10×10个活塞孔中。
所述的稳压阀12安装在油缸盖13上；稳压阀12与油路连接；
所述的油缸盖13与油缸体21密封连接。
所述的试件容器17上口的四个边外缘中线上各设一个凸缘，其上设一通孔，在油缸体21的下口的四个边外缘中线上各设一个凸缘，其上设一与试件容器17上口的通孔相同的通孔。
侧向压力采集构件包括：调节转盘2，调节杆固定承台3，第一、第二量力环固定承台4-1、4-2，量力环千分尺5，量力环6，连接杆7，顶推块9。
对土的被动侧压力系数进行测试时，竖向模块化加载装置放置于盛有土样的试件容器17上面，通过四个外缘中线上的凸缘通孔进行临时固定。
通过稳压阀12向10×10个活塞施压，由于活塞共用一个油源，保证了10×10个加载块体16对土施加相同的竖向压力。每一个加载块体能随土样变形而上下独立移动。
旋转调节转盘2，使调节转盘2的螺杆端头和连接杆7与量力环6接触。
给加载电机19通电，加载电机向试件容器17施力，当土样破坏时，量力环千分尺5的读数达到最大值，所对应的被动土压力与竖向压力的比值就是土的被动侧压力系数。
底座平台（1）、调节转盘（2）、调节杆固定承台（3）、第一、第二量力环固定承台（4-1、4-2）、量力环千分尺（5）、量力环（6）、连接杆（7）、顶推块（9）、第一、第二千分尺固定杆（10-1、10-2）、试件容器（17）
量力环6、水平位移千分尺11、稳压阀12、加载电机19为市售产品。
底座平台1，调节转盘2，调节杆固定承台3，连接杆7，顶推块9，第一、第二千分尺固定杆10-1、10-2，油缸盖13，连杆15，加载块体16，试件容器17，油缸体21由钢材制成。
活塞14由橡胶制成。

Claims (2)

1.一种土的被动侧压力系数测试装置，其特征在于，该装置包括：底座平台（1）、调节转盘（2）、调节杆固定承台（3）、第一、第二量力环固定承台（4-1、4-2）、量力环千分尺（5）、量力环（6）、连接杆（7）、试件容器孔（8）、顶推块（9）、第一、第二千分尺固定杆（10-1、10-2）、水平位移千分尺（11）、竖向模块化加载装置、试件容器（17）、第一、二滚动导轨（18-1、18-2）、加载电机（19）、电机支座（20）；
所述的调节杆固定承台（3）、第一、第二量力环固定承台（4-1、4-2）、电机支座（20）顺序安装在底座平台（1）的横向中心线上，并使调节杆固定承台（3）、第一、第二量力环固定承台（4-1、4-2）上的方孔同轴；
第一、二滚动导轨（18-1、18-2）安装在第二量力环固定承台（4-2）、电机支座（20）之间的底座平台（1）上平面的横向中心线的两侧；加载电机（19）安装在电机支座（20）上；
所述的试件容器（17）安放于第一、二滚动导轨（18-1、18-2）上；
所述的连接杆（7）的一端通过螺钉与顶推块（9）固定连接，连接杆（7）的另一端与量力环（6）接触，顶推块（9）置于试件容器（17）左侧壁上的圆孔（8）中；
所述的量力环（6）的两端分别放置于第一、第二量力环固定承台（4-1、4-2）方孔之间；
所述的调节杆固定承台（3）与调节转盘（2）上的螺杆部分螺纹连接，调节转盘（2）上螺杆的端头与量力环（6）接触；
所述的试件容器（17）中盛有土样，竖向模块化加载装置安装在试件容器（17）中土样的上方；
所述的第一、第二千分尺固定杆（10-1、10-2）分别安装在连接杆（7）和试件容器（17）上；水平位移千分尺（11）安装在第一、第二千分尺固定杆（10-1、10-2）上；
所述的竖向模块化加载装置包括：稳压阀（12）、油缸盖（13）、油缸体（21）、10×10个活塞（14）、10×10个连杆（15）、10×10个加载块体（16）；
油缸体（21）的竖向加工出10×10个活塞孔、所述的10×10个活塞（14）和10×10个加载块体（16）分别固定在连杆（15）的两端；10×10个活塞（14）分别安装于油缸体（21）上的10×10个活塞孔中；
所述的稳压阀（12）安装在油缸盖（13）上；稳压阀（12）与油路连接；
所述的油缸盖（13）与油缸体（21）密封连接。
2.根据权利要求1所述的一种土的被动侧压力系数测试装置，其特征在于：
所述的试件容器（17）上口的四个边外缘中线上各设一个凸缘，其上设一通孔，在油缸体（21）的下口的四个边外缘中线上各设一个凸缘，其上设一与试件容器（17）上口的通孔相同的通孔。
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