CN108645719A - 利用剪切仪进行双轴加载的试验装置及其使用方法 - Google Patents

利用剪切仪进行双轴加载的试验装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种利用剪切仪进行双轴加载的试验装置及其使用方法。其技术方案是:所述试验装置由加载系统和变形监测系统组成。加载系统由2个压杆外接头(1)、2个带球铰的压头(2)、基座(4)和上部压头(9)组成;变形监测系统由计算机(5)、应变仪(6)、10个笔式位移传感器(7)和2个传感器支架(8)组成。所述试验装置的使用方法是:安装加载系统;固定试件(11);安装变形监测系统;加载及变形监测;试验数据获取和处理。本发明具有结构简单、成本较低、操作方便和能满足不同尺寸试件试验要求的特点,使用该装置能保证双轴试验数据的精确度。

Description

利用剪切仪进行双轴加载的试验装置及其使用方法
技术领域
[0001] 本发明属于双轴加载的试验装置技术领域。具体涉及一种利用剪切仪进行双轴加 载的试验装置及其使用方法。
背景技术
[0002] 岩石的单轴试验和三轴试验作为基础性试验手段,广泛应用于岩石力学特性研究 领域。但在实际岩体工程中,巷道围岩、竖井井壁及硐室围岩等均处于双向应力状态,一般 地,对此种受荷状态下的岩石仅进行单轴压缩或三轴压缩岩石力学试验,并不能准确的反 映岩石在双向受荷状态下的力学特性,将获得的岩石力学参数应用于试验研究或工程设计 存在一定的不合理性,需要对处于双向应力状态的岩石进行对应的双轴试验。目前岩石双 轴试验及双轴设备的研究有。
[0003] 王怀亮等(王怀亮,宋玉普.不同骨料级配混凝土的双轴压强度试验和破坏准则 [J].水利学报,2008,39 (12) : 1353-1359.)和陈仁进等(陈仁进,沈璐,宋玉普.大骨料混凝 土动态双轴拉压强度试验研究[J].大连理工大学学报,2015,55⑶:292-297.)分别介绍了 在大型静、动态三轴试验系统上,较好的对混凝土试件在双向压载荷作用下的变形和强度 特性,混凝土试件双轴动态受力状态的力学性能进行了试验研究。但由于通过将三轴试验 机一个方向的侧压设为OMP开展岩石双轴试验的方法存在适宜性的质疑,同时由于真三轴 设备价格昂贵,试验成本较高等问题,此方法并没有得到广泛推广。
[0004] 吕培印等人(吕培印,宋玉普,李庆斌.定侧压混凝土双轴压疲劳性能研究[J].工 程力学,2004,21 (2) :173-177.)介绍了清华大学水利水电工程系引进的INSTR0N公司双轴 液压伺服疲劳刚性试验机,该试验机可以实现各种应力比下的三向拉、三向压和三向拉压 的静动态试验;张庆等人(张庆,侯爱军,员小有,杨小林.岩石双轴压缩试验及装置研究进 展[J].河南理工大学学报,2007,26⑷:440-445.)介绍了河南理工大学和加拿大麦吉尔大 学合作设计建造的大吨位等刚度双向试件固定与受荷系统,系统采用精密载荷传感器,可 以实现应变、应力、位移的超高精度控制,水平轴的载荷量测由差压传感器获得,能对较大 尺寸试件进行单、双轴压缩试验,两种试验机均可很好的满足试验需求,但由于两种试验机 均成本较高,对设备操作有较高的要求。
[0005] “一种用于单轴材料试验机的双轴试验装置及试验方法”(CN201510932720.6)、 “一种利用单轴试验机进行变比例双轴加载的强度试验卡具”(CN201610146635.1)和“用于 材料双轴拉-压加载试验的装置及方法”(CN201710131470.5)三种专利技术,均是基于现有 单轴试验机设计的,可用于十字型试样的双轴拉-压加载试验,解决了双轴强度试验专门设 备匮乏、试验成本高的问题,但装置仅适用于十字型的金属材料试样的试验,不适用于岩土 领域的圆柱体及方形试样进行试验,难以在岩土领域得到推广应用。
[0006] “一种用于岩石双轴试验的可调侧向压力加载装置及其试验方法” (CN201610146635.1)专利技术,该装置设有两个相同且相向的约束钢板作为加载板,通过 手动压力栗对侧向加载箱加压,进而对加载板施加作用力,实现试件的侧向加载。此装置结 构简单,成本较低,可配合单轴试验机进行试验,但通过手动压力栗控制试验力加载不能实 现试件侧向应力值精确的动态调整,试验结果的可靠性存在问题。
发明内容
[0007] 本发明旨在克服现有技术缺陷,目的是提供一种结构简单、成本较低、操作方便和 能满足不同尺寸试件试验要求的利用剪切仪进行双轴加载的试验装置,使用该装置能保证 双轴试验数据的精确度。
[0008] 为实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:所述试验装置由加载系统和变形 监测系统组成。
[0009] 加载系统由2个压杆外接头、2个带球铰的压头、基座和上部压头组成。
[0010] 所述基座为方形钢板,沿方形钢板四条边的中垂线分别向内开有T型槽,四条T型 槽的截面相同,T型槽的截面呈倒“T”形。
[0011] 所述压杆外接头的外形呈圆柱状,圆柱一端为内凹的球形面,圆柱另一端为平面, 所述平面的中心位置处设有螺孔;带球铰的压头的外形呈正方形板状,方形板的一个侧面 为平面,另一个侧面为外凸的球形面,所述外凸的球形面和所述内凹的球形面的曲率半径 及球面度相等;上部压头为正方形平板。
[0012] 变形监测系统由计算机、应变仪、10个笔式位移传感器和2个传感器支架组成。
[0013] 传感器支架为由上部的“十”字状钢板和底部的平板底座组成的整体;所述“十”字 状钢板与平板底座相互垂直,侧面呈“L”状;所述平板底座为中心开有固定圆孔的平板;所 述“十”字状钢板的中心处开有中心圆孔,在所述中心圆孔的上方、下方、左方和右方的位置 处对称地开有安装孔,中心圆孔与四个安装孔的孔距均为试件边长的〇. 20倍,在传感器支 架的侧面开有中心圆孔和4个安装孔对应的拧紧螺孔,拧紧螺孔内拧有紧固螺钉。
[00M] 10个笔式位移传感器分别安装在2个传感器支架的5个圆孔中,分别用拧紧螺孔中 的紧固螺钉固定对应的笔式位移传感器,每个笔式位移传感器的电源线与应变仪对应的通 道接口连接,应变仪通过USB数据线与计算机连接。
[0015] 所述中心圆孔与四个安装孔的孔径相同,所述孔径均与所述笔式位移传感器安装 处的圆柱名义尺寸相同。
[0016] 所述上部压头边长为试件边长的0.94〜0.96倍;所述2个带球铰的压头边长为试 件边长的0.94〜0.96倍。
[0017] 所述利用剪切仪进行双轴加载的试验装置的使用方法是:
[0018] 步骤一、安装加载系统
[0019] 先将2个压杆外接头通过螺纹分别与剪切仪的2个水平压杆对应连接,然后在2个 压杆外接头和2个带球铰的压头的球形面上分别涂抹高粘性阻尼脂,压杆外接头外凸的球 形面和带球铰的压头内凹的球形面耦合接触;再将基座放置在剪切仪的水平工作台上,调 节基座的上平面与压杆外接头轴线的垂直距离为试件边长的0.5倍,将试件置于基座的中 心位置处,在试件的上平面放置上部压头。
[0020] 步骤二、固定试件
[0021] 启动剪切仪,先通过剪切仪的竖向压杆和上部压头向试件施加0.5Mpa的竖向预应 力,再通过剪切仪的两个水平压杆和对应的带球铰的压头向试件的两侧施加〇. 5Mpa的水平 预应力,试件得到固定。
[0022] 步骤三、安装变形监测系统
[0023] 用螺栓穿过T型槽和平板底座的固定圆孔将2个传感器支架分别固定在基座上,2 个传感器支架分别位于试件的前后两侧;再将10个笔式位移传感器分别装入2个传感器支 架上的5个圆孔中,调节笔式位移传感器的监测探头与试件的表面接触,再用拧紧螺孔内的 紧固螺钉将笔式位移传感器固定,然后将10个笔式位移传感器的电源线与应变仪的10个通 道接口对应连接,应变仪通过USB数据线与计算机连接,计算机内安装应变仪的应用软件。
[0024] 步骤四、加载及变形监测
[0025] 先启动应变仪,再启动计算机,打开应变仪的应用软件;设置:“监测方式”为传感 器,“测量单位”为mm,“桥路选择”为全桥,“采集方式”为监测采集,“采集间隔”为〇. 〇4s。
[0026] 点击“监测采集”按钮,同时通过剪切仪对试件开始加载:先通过剪切仪的竖向压 杆(12)对试件施加竖向载荷至设定的第二主应力,然后保持设定的第二主应力恒定;再通 过剪切仪的水平压杆对试件施加水平载荷,逐步增大试件的第一主应力,待加载自动结束 后,点击“停止采集”按钮,停止对试件表面的变形监测。
[0027] 步骤五、试验数据获取和处理
[0028] 利用剪切仪导出剪切仪水平压杆的水平位移Δ L1和施加的水平载荷F1,同时导出 剪切仪竖向压杆的竖向位移A L2和施加的竖向载荷F2;利用计算机导出试件的未加载方向 的变形AL3,然后利用EXCEL软件将由剪切仪获取的数据和由计算机获取的数据置于同一 .xls格式文件中,即得试件的应力-应变曲线和试件的体积变形曲线。
[0029] 由于采用上述技术方案,本发明与现有技术相比具有如下积极效果:
[0030] (1)本发明利用剪切仪的水平压杆和剪切仪的竖向压杆对试件施加双向载荷,降 低了装置的成本,实现了双轴试验的功能,保证了试验数据的精确度。
[0031] (2)本发明的压杆外接头与剪切仪的水平压杆通过螺纹连接,无需对剪切仪进行 改装,装置结构简单;压杆外接头和带球铰的压头通过球铰耦合接触,优化了试件的受荷状 ίέτ O
[0032] (3)本发明利用笔式位移传感器实现了试件未加载方向的变形监测,丰富了试验 数据,增加了试验研究内容。
[0033] (4)装置构件数量少且结构简单,构件间易于连接,操作方便,制造成本较低,易于 推广应用。
[0034] 因此,本发明具有结构简单、成本较低、操作方便和能满足不同尺寸试件试验要求 的特点,使用该装置能保证双轴试验数据的精确度。
附图说明
[0035] 图1为本发明的一种结构的零部件位置三维示意图;
[0036] 图2为图1中的压杆外接头1剖面二维放大示意图;
[0037] 图3为图1中的带球铰的压头2剖面二维放大示意图;
[0038]图4为图1所示装置的使用状态三维示意图;
[0039] 图5为图4的剖面二维示意图;
[0040] 图6为本发明对试件11加载试验的应力-应变曲线图;
[0041] 图7为本发明对试件11加载试验的体积变形曲线图。
具体实施方式
[0042] 下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明,并非对其保护范围的限制。
[0043] 实施例1
[0044] —种利用剪切仪进行双轴加载的试验装置及其使用方法。本实施例所述试验装置 由加载系统和变形监测系统组成。本实施例所述试件(11)的尺寸为100_x 100_x 1〇〇_。
[0045] 如图1所示,加载系统由2个压杆外接头⑴、2个带球铰的压头(2)、基座(4)和上部 压头⑼组成。
[0046] 所述基座⑷为方形钢板,沿方形钢板四条边的中垂线分别向内开有T型槽(3),四 条T型槽⑶的截面相同,T型槽⑶的截面呈倒“T”形。
[0047] 如图1和图2所示,所述压杆外接头(1)的外形呈圆柱状,圆柱一端为内凹的球形 面,圆柱另一端为平面,所述平面的中心位置处设有螺孔。如图1和图3所示,带球铰的压头 (2)的外形呈正方形板状,方形板的一个侧面为平面,另一个侧面为外凸的球形面,所述外 凸的球形面和所述内凹的球形面的曲率半径及球面度相等。上部压头(9)为正方形平板。
[0048] 如图1所示,变形监测系统由计算机(5)、应变仪(6)、10个笔式位移传感器(7)和2 个传感器支架(8)组成。
[0049] 如图1所示,传感器支架(8)为由上部的“十”字状钢板和底部的平板底座组成的整 体。所述“十”字状钢板与平板底座相互垂直,侧面呈“L”状;所述平板底座为中心开有固定 圆孔的平板;所述“十”字状钢板的中心处开有中心圆孔,在所述中心圆孔的上方、下方、左 方和右方的位置处对称地开有安装孔,中心圆孔与四个安装孔的孔距均为试件(11)边长的 0.20倍,在传感器支架(8)的侧面开有中心圆孔和4个安装孔对应的拧紧螺孔,拧紧螺孔内 拧有紧固螺钉。
[0050] 如图1所示,10个笔式位移传感器⑺分别安装在2个传感器支架⑻的5个圆孔中, 分别用拧紧螺孔中的紧固螺钉固定对应的笔式位移传感器(7),每个笔式位移传感器⑺的 电源线与应变仪(6)对应的通道接口连接,应变仪(6)通过USB数据线与计算机(5)连接。
[0051] 所述中心圆孔与四个安装孔的孔径相同,所述孔径均与所述笔式位移传感器(7) 安装处的圆柱名义尺寸相同。
[0052] 所述上部压头(9)边长为试件(I 1)边长的0.94〜0.96倍;所述2个带球铰的压头 ⑵边长为试件(11)边长的0.94〜0.96倍。
[0053] 所述利用剪切仪进行双轴加载的试验装置的使用方法是:
[0054] 步骤一、安装加载系统
[0055] 如图4和图5所示,先将2个压杆外接头(1)通过螺纹分别与剪切仪的2个水平压杆 (10)对应连接,然后在2个压杆外接头⑴和2个带球铰的压头(2)的球形面上分别涂抹高粘 性阻尼脂,压杆外接头(1)外凸的球形面和带球铰的压头(2)内凹的球形面耦合接触;再将 基座⑷放置在剪切仪的水平工作台上,调节基座(4)的上平面与压杆外接头⑴轴线的垂 直距离为试件(I 1)边长的0.5倍,将试件(I 1)置于基座的中心位置处,在试件(I 1)的上平面 放置上部压头(9)。
[0056] 步骤二、固定试件(11)
[0057] 启动剪切仪,先通过剪切仪的竖向压杆(12)和上部压头(9)向试件(11)施加 0.5Mpa的竖向预应力,再通过剪切仪的两个水平压杆(10)和对应的带球铰的压头⑵向试 件(11)的两侧施加〇. 5Mpa的水平预应力,试件(11)得到固定。
[0058] 步骤三、安装变形监测系统
[0059] 如图4和图5所示,用螺栓穿过T型槽(3)和平板底座的固定圆孔将2个传感器支架 ⑻分别固定在基座⑷上,2个传感器支架⑻分别位于试件(11)的前后两侧;再将10个笔 式位移传感器(7)分别装入2个传感器支架(8)上的5个圆孔中,调节笔式位移传感器(7)的 监测探头与试件(11)的表面接触,再用拧紧螺孔内的紧固螺钉将笔式位移传感器(7)固定, 然后将10个笔式位移传感器(7)的电源线与应变仪(6)的10个通道接口对应连接,应变仪 ⑹通过USB数据线与计算机⑸连接,计算机⑸内安装应变仪⑹的应用软件。
[0060] 步骤四、加载及变形监测
[0061] 先启动应变仪(6),再启动计算机(5),打开应变仪(6)的应用软件;设置:“监测方 式”为传感器,“测量单位”为mm,“桥路选择”为全桥,“采集方式”为监测采集,“采集间隔”为 0.04s〇
[0062] 点击“监测采集”按钮,同时通过剪切仪对试件(I 1)开始加载:先通过剪切仪的竖 向压杆(12)在方对试件(11)施加竖向载荷F2至设定的第二主应力〇2,所述第二主应力为 5. OMpa,然后保持设定的第二主应力〇2恒定;再通过剪切仪的水平压杆(10)对试件(I 1)施 加水平载荷F1,逐步增大试件(I 1)的第一主应力〇1,待加载自动结束后,点击“停止采集”按 钮,停止对试件(11)表面的变形监测。
[0063] 步骤五、试验数据获取和处理
[0064] 利用剪切仪导出剪切仪水平压杆(10)的水平位移Δ L1和施加的水平载荷F1,同时 导出剪切仪竖向压杆(12)的竖向位移Λ L2和施加的竖向载荷F2;利用计算机(5)导出试件 (11)的未加载方向的变形A L3,然后利用EXCEL软件将由剪切仪获取的数据和由计算机(5) 获取的数据置于同一.xls格式文件中。
[0065] 试件11的第一主应力O1:
Figure CN108645719AD00081
[0067] 式⑴中:Fi—试件11承受的水平载荷,N;
[0068] S—试件11承受的水平载荷的面积,m2。
[0069] 试件11水平方向的应变ε1:
Figure CN108645719AD00082
[0071] 式⑵中:U’一试件11在水平载荷^作用下的水平边长度,m;
[0072] L—试件11在水平载荷FHt用前的水平边长度,m;
[0073] Δ L1—试件11在水平载荷F1作用下的水平边长度的变化量,m。
[0074] 由步骤4设定的第二主应力σ2 (5.OMpa)和步骤5中的式(1)和式(2),可得图6所示 的试件(11)的应力-应变曲线。
[0075] 试件11竖直方向的应变ε2:
Figure CN108645719AD00091
[0077] 式⑶中:L2’一试件11在竖向载荷^作用下的竖向边长度,m;
[0078] L 一试件11在竖向载荷?2作用前的水平边长度,m;
[0079] Δ L2—试件11在竖向载荷F2作用下的水平边长度的变化量,m。
[0080] 试件11未加载方向的应变ε 3:
Figure CN108645719AD00092
[0082] 式⑷中:L3’一试件11在载荷作用下未加载边长度,m;
[0083] L—试件11在载荷作用前的水平边长度,m;
[0084] Δ L3—试件11在载荷作用下未加载边长度的变化量,为10个笔式位移传感器7监 测的变形数据的平均值的2.0倍,m。
[0085] 试件11的体积应变εν:
Figure CN108645719AD00093
[0087] 式⑸中:ει—试件11水平方向的应变;
[0088] ε 2—试件11中竖直方向的应变;
[0089] ε3—试件11未加载方向的应变。
[0090] 在式(2)〜式⑸中,设定试件(11)的应变值以试件(11)发生的压缩变形为正,发 生的膨胀变形为负。由步骤5中的式(2)〜式(5),可得图7所示的试件(11)的体积变形曲线。
[0091] 本具体实施方式与现有技术相比具有如下积极效果:
[0092] (1)本具体实施方式利用剪切仪的水平压杆(10)和剪切仪的竖向压杆(12)对试件 (11)施加双向载荷,降低了装置的成本,实现了双轴试验的功能,保证了试验数据的精确 度。
[0093] (2)本具体实施方式的压杆外接头⑴与剪切仪的水平压杆(10)通过螺纹连接,无 需对剪切仪进行改装,装置结构简单;压杆外接头(1)和带球铰的压头(2)通过球铰耦合接 触,优化了试件的受荷状态。
[0094] (3)本具体实施方式利用笔式位移传感器(7)实现了试件(11)未加方向的变形监 测,丰富了试验数据,增加了试验研究内容。
[0095] (4)装置构件数量少且结构简单,构件间易于连接,操作方便,制造成本较低,易于 推广应用。
[0096] 因此,本具体实施方式具有结构简单、成本较低、操作方便和能满足不同尺寸试件 试验要求的特点,使用该装置能保证双轴试验数据的精确度。

Claims (5)

1. 一种利用剪切仪进行双轴加载的试验装置,其特征在于所述试验装置由加载系统和 变形监测系统组成; 加载系统由2个压杆外接头⑴、2个带球铰的压头(2)、基座⑷和上部压头⑼组成; 所述基座(4)为方形钢板,沿方形钢板四条边的中垂线分别向内开有T型槽(3),四条T 型槽⑶的截面相同,T型槽⑶的截面呈倒“T”形; 所述压杆外接头(1)的外形呈圆柱状,圆柱一端为内凹的球形面,圆柱另一端为平面, 所述平面的中心位置处设有螺孔;带球铰的压头⑵的外形呈正方形板状,方形板的一个侧 面为平面,另一个侧面为外凸的球形面,所述外凸的球形面和所述内凹的球形面的曲率半 径及球面度相等;上部压头(9)为正方形平板; 变形监测系统由计算机(5)、应变仪(6)、10个笔式位移传感器⑺和2个传感器支架(8) 组成; 传感器支架(8)为由上部的“十”字状钢板和底部的平板底座组成的整体;所述“十”字 状钢板与平板底座相互垂直,侧面呈“L”状;所述平板底座为中心开有固定圆孔的平板;所 述“十”字状钢板的中心处开有中心圆孔,在所述中心圆孔的上方、下方、左方和右方的位置 处对称地开有安装孔,中心圆孔与四个安装孔的孔距均为试件(11)边长的0.20倍,在传感 器支架(8)的侧面开有中心圆孔和4个安装孔对应的拧紧螺孔,拧紧螺孔内拧有紧固螺钉; 10个笔式位移传感器⑺分别安装在2个传感器支架(8)的5个圆孔中,分别用拧紧螺孔 中的紧固螺钉固定对应的笔式位移传感器(7),每个笔式位移传感器(7)的电源线与应变仪 (6)对应的通道接口连接,应变仪(6)通过USB数据线与计算机(5)连接。
2. 根据权利要求1所述利用剪切仪进行双轴加载的试验装置,其特征在于所述中心圆 孔与四个安装孔的孔径相同,所述孔径均与所述笔式位移传感器(7)安装处的圆柱名义尺 寸相同。
3. 根据权利要求1所述利用剪切仪进行双轴加载的试验装置,其特征在于所述上部压 头(9)边长为试件(I 1)边长的0.94〜0.96倍;所述2个带球铰的压头(2)边长为试件(I 1)边 长的0.94〜0.96倍。
4. 如权利要求1所述利用剪切仪进行双轴加载的试验装置的使用方法,其特征在于: 步骤一、安装加载系统 先将2个压杆外接头(1)通过螺纹分别与剪切仪的2个水平压杆(10)对应连接,然后在2 个压杆外接头(1)和2个带球铰的压头(2)的球形面上分别涂抹高粘性阻尼脂,压杆外接头 (1)外凸的球形面和带球铰的压头(2)内凹的球形面耦合接触;再将基座(4)放置在剪切仪 的水平工作台上,调节基座⑷的上平面与压杆外接头⑴轴线的垂直距离为试件(11)边长 的〇. 5倍,将试件(11)置于基座的中心位置处,在试件(11)的上平面放置上部压头(9); 步骤二、固定试件(11) 启动剪切仪,先通过剪切仪的竖向压杆(12)和上部压头(9)向试件(11)施加0.5Mpa的 竖向预应力,再通过剪切仪的两个水平压杆(10)和对应的带球铰的压头(2)向试件(11)的 两侧施加0.5Mpa的水平预应力,试件(11)得到固定; 步骤三、安装变形监测系统 用螺栓穿过T型槽(3)和平板底座的固定圆孔将2个传感器支架(8)分别固定在基座(4) 上,2个传感器支架(8)分别位于试件(I 1)的前后两侧;再将10个笔式位移传感器⑺分别装 入2个传感器支架⑻上的5个圆孔中,调节笔式位移传感器⑺的监测探头与试件(11)的表 面接触,再用拧紧螺孔内的紧固螺钉将笔式位移传感器(7)固定,然后将10个笔式位移传感 器⑺的电源线与应变仪⑹的10个通道接口对应连接,应变仪⑹通过USB数据线与计算机 (5)连接,计算机⑸内安装应变仪⑹的应用软件; 步骤四、加载及变形监测 先启动应变仪(6),再启动计算机(5),打开应变仪(6)的应用软件;设置:“监测方式”为 传感器,“测量单位”为mm,“桥路选择”为全桥,“采集方式”为监测采集,“采集间隔”为
0.04s; 点击“监测采集”按钮,同时通过剪切仪对试件(11)开始加载:先通过剪切仪的竖向压 杆(12)对试件(11)施加竖向载荷至设定的第二主应力,然后保持设定的第二主应力恒定; 再通过剪切仪的水平压杆(10)对试件(11)施加水平载荷,逐步增大试件(11)的第一主应 力,待加载自动结束后,点击“停止采集”按钮,停止对试件(11)表面的变形监测; 步骤五、试验数据获取和处理 利用剪切仪导出剪切仪水平压杆(10)的水平位移A L1和施加的水平载荷F1,同时导出 剪切仪竖向压杆(12)的竖向位移Λ L2和施加的竖向载荷F2;利用计算机⑸导出试件(11)的 未加载方向的变形A L3,然后利用EXCEL软件将由剪切仪获取的数据和由计算机(5)获取的 数据置于同一.xls格式文件中,即得试件(11)的应力-应变曲线和试件(11)的体积变形曲 线。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110006635A (zh) * 2019-03-05 2019-07-12 中国航发北京航空材料研究院 一种双轴加载疲劳试验机
CN110530738A (zh) * 2019-08-09 2019-12-03 中南大学 一种新型锚杆和锚索球型单剪实验装置
CN112161867A (zh) * 2020-09-18 2021-01-01 大连理工大学 一种激光位移控制动态跟踪测量试样泊松比的装置和方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3317782A1 (de) * 1983-05-16 1984-11-22 Michail Alekseevic Zolotov Verfahren zur pruefung von blechen auf zweiachsigen zug durch einen hydrostatischen fluessigkeitsdruck bei verschiedenen temperaturen und vorrichtung fuer dessen durchfuehrung
CN101373174A (zh) * 2008-07-16 2009-02-25 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种可直接测定界面摩擦力的直剪仪
CN101907547A (zh) * 2010-07-05 2010-12-08 清华大学 双轴压缩试验设备
CN201852747U (zh) * 2010-11-24 2011-06-01 大连民族学院 一种混凝土比例加载双轴拉的加载测试装置
CN103776686A (zh) * 2014-01-28 2014-05-07 中国矿业大学(北京) 双轴多功能加卸载实验系统
CN106053238A (zh) * 2016-06-06 2016-10-26 河海大学 脆性岩体双轴应力状态下单边卸载试验装置及其试验方法
CN107884279A (zh) * 2017-10-26 2018-04-06 山东大学 岩石卧式全数字伺服控制直接拉伸试验系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3317782A1 (de) * 1983-05-16 1984-11-22 Michail Alekseevic Zolotov Verfahren zur pruefung von blechen auf zweiachsigen zug durch einen hydrostatischen fluessigkeitsdruck bei verschiedenen temperaturen und vorrichtung fuer dessen durchfuehrung
CN101373174A (zh) * 2008-07-16 2009-02-25 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种可直接测定界面摩擦力的直剪仪
CN101907547A (zh) * 2010-07-05 2010-12-08 清华大学 双轴压缩试验设备
CN201852747U (zh) * 2010-11-24 2011-06-01 大连民族学院 一种混凝土比例加载双轴拉的加载测试装置
CN103776686A (zh) * 2014-01-28 2014-05-07 中国矿业大学(北京) 双轴多功能加卸载实验系统
CN106053238A (zh) * 2016-06-06 2016-10-26 河海大学 脆性岩体双轴应力状态下单边卸载试验装置及其试验方法
CN107884279A (zh) * 2017-10-26 2018-04-06 山东大学 岩石卧式全数字伺服控制直接拉伸试验系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
施耀斌: "基于Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹破坏模式的条带矿柱破坏宽度研究", 《安全与环境学报》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110006635A (zh) * 2019-03-05 2019-07-12 中国航发北京航空材料研究院 一种双轴加载疲劳试验机
CN110006635B (zh) * 2019-03-05 2021-03-26 中国航发北京航空材料研究院 一种双轴加载疲劳试验机
CN110530738A (zh) * 2019-08-09 2019-12-03 中南大学 一种新型锚杆和锚索球型单剪实验装置
CN110530738B (zh) * 2019-08-09 2020-08-04 中南大学 一种新型锚杆和锚索球型单剪实验装置
CN112161867A (zh) * 2020-09-18 2021-01-01 大连理工大学 一种激光位移控制动态跟踪测量试样泊松比的装置和方法
CN112161867B (zh) * 2020-09-18 2021-08-20 大连理工大学 一种激光位移控制动态跟踪测量试样泊松比的装置和方法

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