CN108645709A - 一种无侧限抗压强度的测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无侧限抗压强度的测定方法，包括如下步骤：步骤100、对试样进行预测量后将试样放在试筒内；步骤200、施加外力对试样挤压，同时初始化试样的轴向测量参数；步骤300、改变施加外力的速度，减小轴向应变的幅度；步骤400、记录试样到达轴向极限抗压重量；本方案可减少试样抗压测定的时间，准确测定试样开始出现裂缝的时间和压力总量，从而提高无侧限抗压强度的准确性，试样轴向拍照和试样轴向测力两种方式，从而校准两种试样轴向极限抗压测定的精确性，进行快速准确的极限抗压测定。

Description

一种无侧限抗压强度的测定方法

技术领域

本发明涉及抗压强度测定技术领域，具体为一种无侧限抗压强度的测定方法。

背景技术

无侧限抗压强度用于测定无机结合料稳定材料的强度，也就是半刚性基层和底基层材料强度，无侧限抗压强度是指固化土试样在无侧向压力条件下，抵抗轴向应力的极限强度，是固化土最基本的力学性能指标，它是评价水泥或其他胶结材料对土体固化效果的重要指标之一，

目前被广泛应用的无侧限抗压强度测定方法为：试验时，试样在无侧向限制，即周围压力为零，情况下逐渐施加轴向压力，破裂时常在试样侧面可见清晰的破裂面痕迹，这时的压力即为无侧限抗压强度；某些土破裂时发生塑流现象，试样压成圆桶形，但不出现破裂面，这时可取轴向应变达到20％时的压力作为无侧限抗压强度。

目前的无侧限抗压强度测定还存在的主要缺陷主要体现在以下几个方面：

(1)对试样的轴向增压没有分段完成，对试样持续增加同一外力，如果外力施加过小，则增加抗压强度测定的时间，如果外力施加过大，则影响测定的精度；

(2)只使用测力计作用抗压强度的测定方法，没有校准方法，导致容易出现测定误差，严重影响轴向抗压测定精度。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种无侧限抗压强度的测定方法，减少试样抗压测定的时间，准确测定试样开始出现裂缝的时间和压力总量，从而提高无侧限抗压强度的准确性，试样轴向拍照和试样轴向测力两种方式，从而校准两种试样轴向极限抗压测定的精确性，进行快速准确的极限抗压测定，能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种无侧限抗压强度的测定方法，包括如下步骤：

步骤100、对试样进行预测量后将试样放在试筒内；

步骤200、施加外力对试样挤压，同时初始化试样的轴向测量参数；

步骤300、改变施加外力的速度，减小轴向应变的幅度；

步骤400、记录试样到达轴向极限抗压重量。

作为本发明一种优选的技术方案，在步骤100之前，对试样进行预测量，即先对试样的体积进行测量，即测量横向长度，轴向宽度和竖向高度。

作为本发明一种优选的技术方案，在步骤100中，所述试筒连接有保持试筒为真空无压环境的真空泵。

作为本发明一种优选的技术方案，在步骤200中，具体的工作过程如下：

步骤201、在试筒表面添加定时器和拍照相机，记录试样轴向的痕迹变化；

步骤202、在试样的轴向方向添加轴向位移计和测力计，测量施压时试样轴向的参数变化；

步骤203、当加压板与试样接触时，设定将轴向测力计读数为零，并开始拍照，设定定时器从零计时，根据试样的软硬程度选用不同量程的测力计。

作为本发明一种优选的技术方案，在步骤300中，具体的工作过程如下：

步骤301、持续对试样施加外力，当试样的轴向延伸速度保持在0.9mm/min-1.5mm/min时，每隔一分钟对试样施加第一外力，并记录对试样增加的外力总值；

步骤302、当试样的轴向变换速度为0.4mm/min-0.6mm/min时，减小一次对试样增加的外力值，并且每隔一分钟对试样施加第二外力，记录对试样增加的外力总值。

步骤303、使用拍照相机实时对试样轴向进行的拍照采样。

作为本发明一种优选的技术方案，在步骤400中，具体的工作过程如下：

步骤401、当测力计读数是否出现峰值时，如果出现峰值，记录试样的轴向极限抗压重量和操作时间，继续增加定量外力；

步骤402、试样的轴向应变与测力计峰值对比，轴向应变增加到3％-5％，停止加重试验；

步骤403、当测力计读数无峰值时，对试样增加定量压力，当试样的轴向应变达到20％，停止加重实验；

步骤404、将拍照照片与测力计的对比，校正试样到达轴向极限抗压的时间，检测试样轴向达到极限抗压的重量。

作为本发明一种优选的技术方案，在步骤201中，拍照相机每隔30s-31s对试样进行拍照，并且在每个照片均按照拍照时间顺序排列。

作为本发明一种优选的技术方案，在步骤400中，还需要描绘试样的抗压强度曲线，对试样增加的外力时间作为自变量，试样的轴向应变作为因变量。

作为本发明一种优选的技术方案，在测量时间内，描出试样增加的外力时间与试样的轴向应变之间的值，连接所有的点形成若干条曲线，并且在试样增加的外力时间下标注对应的外力总值。

作为本发明一种优选的技术方案，在步骤404中，将拍照照片与测力计的对比方法具体为：

方法1:首先，找出试样轴向开始出现裂缝时的照片，记录当下的时间；

然后，记录测力计达到峰值时的操作时间，并且与试样轴向开始出现裂缝的时间对比，时间是否一致。

方法2：首先，记录轴向位移计检测轴向应变达到20％的操作时间；

然后，取相同的操作时间，找出试样轴向应变达到20％的照片，记录此时拍照相机的拍照位置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明对试样进行分段加压，通过大应力粗加压和小应力精加压结合的方式，减少试样抗压测定的时间，准确测定试样开始出现裂缝的时间和压力总量，从而提高无侧限抗压强度的准确性。

(2)本发明使用试样轴向拍照和试样轴向测力两种方式，对试样进行极限抗压强度的校准，从而校准试样轴向极限抗压测定的精确性，进行快速准确的极限抗压测定。

附图说明

图1为本发明的整体流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种无侧限抗压强度的测定方法，包括如下步骤：

步骤100、对试样进行预测量后将试样放在试筒内；

在步骤100之前，对试样进行预测量，即先对试样的体积进行测量，即测量横向长度，轴向宽度和竖向高度，轴向宽度测量值可作为标准值，便于检测试样的轴向宽度在外力作用下的应变。

在步骤100中，所述试筒连接有保持试筒为真空无压环境的真空泵，无侧限抗压强度是试样在无侧向压力的条件下，抵抗轴向压力的极限强度，保持试筒的真空环境，可尽可能的保证试样的侧向为无压力状态，提高测量无侧限抗压强度的精确性。

步骤200、施加外力对试样挤压，同时初始化试样的轴向测量参数；

在步骤200中，具体的工作过程如下：

步骤201、在试筒表面添加定时器和拍照相机，记录试样轴向的痕迹变化，所述拍照相机可记录试样的轴向在外压力作用下的变化，准确轴向开始出现裂缝的照片和时间，定时器可记录对试样施加外力的时间。

步骤202、在试样的轴向方向添加轴向位移计和测力计，测量施压时试样轴向的参数变化，测力计主要用来测量试样的侧向在外力的作用下产生的膨胀应变力，所述轴向位移计主要用来测量试样的轴向在外力的作用下产生的位移。

步骤203、当加压板与试样接触时，设定将轴向测力计读数为零，并开始拍照，设定定时器从零计时，根据试样的软硬程度选用不同量程的测力计，当加压板与试样接触时，加压板所受的主应力为零，此时可将测量仪器初始化，所有的测量参数都设定为零。

需要补充说明的是，在步骤201中，拍照相机每隔30s-31s对试样进行拍照，并且在每个照片均按照拍照时间顺序排列，便于根据时间查找具体的照片，观察每个时刻的试样轴向拍照图片。

步骤300、改变施加外力的速度，减小轴向应变的幅度；

在步骤300中，具体的工作过程如下：

步骤301、持续对试样施加外力，当试样的轴向延伸速度保持在0.9mm/min-1.5mm/min时，每隔一分钟对试样施加第一外力，并记录对试样增加的外力总值。

步骤302、当试样的轴向变换速度为0.4mm/min-0.6mm/min时，减小一次对试样增加的外力值，并且每隔一分钟对试样施加第二外力，记录对试样增加的外力总值。

综上，本发明首先对试样进行大应力的粗加压，使用较大的外力对试样进行加压操作，减少测定的时间，并且提高试样的轴向变化率；然后对试样进行小应力的精加压，改用较小的外力对试样进行加压操作，提高测定的精度，防止粗加压时，一次对试样的加压过大，无法精确的测量试样的无侧限抗压轻度；最后根据测力计步骤301和步骤302记录的最后外力总值，可测得对试样的加压总值。

进一步说明的是，在每次加压时，均在施压间隔时间内读取测力计的稳定数值，本发明可描绘施压时间与测力计曲线图，对试样增加外力的时间作为自变量，试样的测力计读数作为因变量，可直接观察试样轴向的膨胀力度变化。

进一步说明的是，对试样增加外力的时间也可对应于对试样增加的外力总值，试样的测力计读数也可对应于试样轴向应变，从而可观察外力施压对试样轴向应变的影响。

步骤303、使用拍照相机实时对试样轴向进行的拍照采样，在对试样施加外力的时候，拍照相机每隔30s对试样的轴向进行拍照采样，由于每隔一分钟对试样施加外力，也就是拍照相机在每次施力的时候，对试样进行两次拍照取样，从而提高了测定时的精确性。

步骤400、记录试样到达轴向极限抗压重量。

在步骤400中，具体的工作过程如下：

步骤401、当测力计读数是否出现峰值时，如果出现峰值，记录试样的轴向极限抗压重量和操作时间，继续增加定量外力，当试样为硬材质时，测力计出现峰值，即为试样的轴向最大的抗压强度，此时的试样轴向开始出现裂缝，记录此时的操作时间，可便于提取最大抗压强度时的轴向照片。

步骤402、试样的轴向应变与测力计峰值对比，轴向应变增加到3％-5％，停止加重试验，当试样达到最大抗压强度之后，由于试样轴向开始出现裂缝，继续增加外力，轴向应变继续增加，但是试样侧向的膨胀力减小。

步骤403、当测力计读数无峰值时，对试样增加定量压力，当试样的轴向应变达到20％，停止加重实验，当试样为软黏材质时，测力计读数无峰值，规定试样的轴向应变达到20％为试样的无侧限抗压强度。

步骤404、将拍照照片与测力计的对比，校正试样到达轴向极限抗压的时间，检测试样轴向达到极限抗压的重量，对比两种测试方式测量的轴向极限抗压强度是否一致，从而提高试样无侧限抗压强度测定的精确性。

在步骤404中，将拍照照片与测力计的对比方法具体为，方法1:

首先，找出试样轴向开始出现裂缝时的照片，记录当下的时间；

然后，记录测力计达到峰值时的操作时间，并且与试样轴向开始出现裂缝的时间对比，时间是否一致。

方法1针对硬质材料的抗压强度测定方法，比较测力计达到峰值时的操作时间与试样轴向开始出现裂缝的时间是否相同，从而可校准试样的无侧限抗压强度。

方法2：首先，记录轴向位移计检测轴向应变达到20％的操作时间；

然后，取相同的操作时间，找出试样轴向应变达到20％的照片，记录此时拍照相机的拍照位置。

方法2针对软黏材料的抗压强度测定方法，观察相同时间的照片位置，在步骤403中当测力计读数无峰值时，对试样增加定量压力，当试样的轴向应变达到20％，停止加重实验，如果轴向应变达到20％的时间，对应的照相图片位于相片文件内的最后位置，则对黏材料的抗压强度测定精度高。

需要补充说明的是，在步骤400中，还需要描绘试样的抗压强度曲线，对试样增加的外力时间作为自变量，试样的轴向应变作为因变量。

在测量时间内，描出试样增加的外力时间与试样的轴向应变之间的值，连接所有的点形成若干条曲线，并且在试样增加的外力时间下标注对应的外力总值，试样增加的外力时间也可对应于对试样施压的外力，可观察试样的轴向应变与对试样施加的外力之间的关系，便于分析试样的特性。

本发明的主要技术特点在于：

(1)本发明对试样进行分段加压，当试样轴向变化大的时候，先对试样进行大应力粗加压，快速提高试样的轴向应变，从而可减少试样抗压测定的时间，当试样轴向变化小的时候，对试样进行小应力精加压，准确测定试样开始出现裂缝的时间和压力总量，从而提高无侧限抗压强度的准确性。

(2)本发明使用两种方式对试样进行极限抗压强度的校准，即使用试样轴向拍照和试样轴向测力两种方式，对比两种方式测定极限抗压强度的时间参数是否相同，从而校准试样轴向极限抗压测定的精确性，进行快速准确的极限抗压测定。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种无侧限抗压强度的测定方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤100、对试样进行预测量后将试样放在试筒内；

步骤200、施加外力对试样挤压，同时初始化试样的轴向测量参数；

步骤300、改变施加外力的速度，减小轴向应变的幅度；

步骤400、记录试样到达轴向极限抗压重量。

2.根据权利要求1所述的一种无侧限抗压强度的测定方法，其特征在于，在步骤100之前，对试样进行预测量，即先对试样的体积进行测量，即测量横向长度，轴向宽度和竖向高度。

3.根据权利要求1所述的一种无侧限抗压强度的测定方法，其特征在于，在步骤100中，所述试筒连接有保持试筒为真空无压环境的真空泵。

4.根据权利要求1所述的一种无侧限抗压强度的测定方法，其特征在于，在步骤200中，具体的工作过程如下：

步骤201、在试筒表面添加定时器和拍照相机，记录试样轴向的痕迹变化；

步骤202、在试样的轴向方向添加轴向位移计和测力计，测量施压时试样轴向的参数变化；

步骤203、当加压板与试样接触时，设定将轴向测力计读数为零，并开始拍照，设定定时器从零计时，根据试样的软硬程度选用不同量程的测力计。

5.根据权利要求1所述的一种无侧限抗压强度的测定方法，其特征在于，在步骤300中，具体的工作过程如下：

步骤301、持续对试样施加外力，当试样的轴向延伸速度保持在0.9mm/min-1.5mm/min时，每隔一分钟对试样施加第一外力，并记录对试样增加的外力总值；

步骤302、当试样的轴向变换速度为0.4mm/min-0.6mm/min时，减小一次对试样增加的外力值，并且每隔一分钟对试样施加第二外力，记录对试样增加的外力总值。

步骤303、使用拍照相机实时对试样轴向进行的拍照采样。

6.根据权利要求1所述的一种无侧限抗压强度的测定方法，其特征在于，在步骤400中，具体的工作过程如下：

步骤401、当测力计读数是否出现峰值时，如果出现峰值，记录试样的轴向极限抗压重量和操作时间，继续增加定量外力；

步骤402、试样的轴向应变与测力计峰值对比，轴向应变增加到3％-5％，停止加重试验；

步骤403、当测力计读数无峰值时，对试样增加定量压力，当试样的轴向应变达到20％，停止加重实验；

步骤404、将拍照照片与测力计的对比，校正试样到达轴向极限抗压的时间，检测试样轴向达到极限抗压的重量。

7.根据权利要求4所述的一种无侧限抗压强度的测定方法，其特征在于，在步骤201中，拍照相机每隔30s-31s对试样进行拍照，并且在每个照片均按照拍照时间顺序排列。

8.根据权利要求1所述的一种无侧限抗压强度的测定方法，其特征在于：，在步骤400中，还需要描绘试样的抗压强度曲线，对试样增加的外力时间作为自变量，试样的轴向应变作为因变量。

9.根据权利要求8所述的一种无侧限抗压强度的测定方法，其特征在于：在测量时间内，描出试样增加的外力时间与试样的轴向应变之间的值，连接所有的点形成若干条曲线，并且在试样增加的外力时间下标注对应的外力总值。

10.根据权利要求6所述的一种无侧限抗压强度的测定方法，其特征在于，在步骤404中，将拍照照片与测力计的对比方法具体为：

方法1:首先，找出试样轴向开始出现裂缝时的照片，记录当下的时间；

然后，记录测力计达到峰值时的操作时间，并且与试样轴向开始出现裂缝的时间对比，时间是否一致。

方法2：首先，记录轴向位移计检测轴向应变达到20％的操作时间；

然后，取相同的操作时间，找出试样轴向应变达到20％的照片，记录此时拍照相机的拍照位置。