CN206960254U - 一种堆石料流变测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种堆石料流变测试装置，包括试验台、试样罐和千斤顶，千斤顶通过输油管路与液压油缸连接，所述试样罐上下分别设置上垫板和下垫板，试验台通过立柱连接上顶板，试验台上设置千斤顶，试样罐放置在千斤顶上方，上垫板上侧设置压力传感器，试验台通过支架连接位移传感器，千斤顶连接水平杆，水平杆自由端连接竖直杆，竖直杆与位移传感器底端接触，所述位移传感器与控制器电性连接，所述压力传感器与第一数据采集装置以及控制器串联。可以实现对堆石料的流变数据和体积变形量的测量，测算不同压力下的流变随时间的关系。

Description

一种堆石料流变测试装置

技术领域

本实用新型属于岩土试验领域，特别涉及一种堆石料流变测试装置。

背景技术

随着我国西南地区水电建设的大力发展，堆石坝以其适应性广，工期短，造价低等优点得到了广泛采用。对堆石坝而言，防渗结构的变形主要取决于筑坝材料的变形，根据已建的堆石坝观测资料显示，堆石坝在竣工后变形并未很快停止，而是随时间的增长继续发展着，这对大坝的安全运行产生了不利的影响。在堆石坝设计时，如何合理的引入堆石料流变的影响是一个亟待解决的问题，目前主要通过室内试验测定堆石料在不同条件下的流变速率和体积变形量。

堆石料的流变是指筑坝材料在自重或外界荷载的作用下随时间的长期变形。堆石料的流变不同于一般的岩石材料简单的应力应变关系，它的变形是随时间变化的量。其影响因素十分复杂，除了与自身的形状，母岩岩性，颗粒级配，干湿状态等因素有关外，还与所受的应力状态，温度等因素有关。

对于堆石料流变的研究主要是通过试验研究结合经验模型探究各种因素对流变的影响规律，堆石料的室内流变试验是研究堆石料的流变机理和本构模型的重要手段。目前进行流变试验一般使用的是大型三轴流变仪。这种仪器价格昂贵，受限于本身的结构，适用性有限。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种堆石料流变测试装置，可以准确的测试堆石料的流变变形，操作简单，适用性强。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是: 一种堆石料流变测试装置，包括试验台、试样罐和千斤顶，千斤顶通过输油管路与液压油缸连接，所述试样罐上下分别设置上垫板和下垫板，试验台通过立柱连接上顶板，试验台上设置千斤顶，试样罐放置在千斤顶上方，上垫板上侧设置压力传感器，试验台通过支架连接位移传感器，千斤顶连接水平杆，水平杆自由端连接竖直杆，竖直杆与位移传感器底端接触，所述位移传感器与控制器电性连接，所述压力传感器与第一数据采集装置以及控制器串联。

优选的方案中，所述千斤顶上套装箍环，所述箍环连接水平杆。

优选的方案中，所述试样罐周围设置湿度传感器，所述湿度传感器与第二数据采集装置电性连接，第二数据采集装置与控制器电性连接。

进一步的方案中，所述第二数据采集装置为数据采集卡。

优选的方案中，所述压力传感器与第一数据采集装置之间电性连接放大器。

优选的方案中，所述第一数据采集装置为数据采集卡。

优选的方案中，所述试样罐下方设置支撑柱。

优选的方案中，所述试样罐材料为锰钢，所述上垫板和下垫板材料为合金钢。

优选的方案中，所述上垫板形状为锥台，下垫板为倒置的锥台。

优选的方案中，所述输油管路设置高压液压球阀。

本实用新型提供的一种堆石料流变测试装置，通过采用以上结构，可以实现对堆石料的流变数据和体积变形量的测量，测算不同压力下的流变随时间的关系。优选的方案中，试样罐下方设置支撑柱，可以保证试样的顺利装填。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为圆环与水平杆的连接示意图。

图中：试验台1，千斤顶2，下垫板3，试样罐4，上垫板5，压力传感器6，位移传感器7，支架8，圆环9，水平杆10，竖直杆11，螺钉12，立柱13，上顶板14，湿度传感器15，第二数据采集装置16，放大器17，第一数据采集装置18，控制器19，液压球阀20，输油管路21，液压油缸22，支撑柱23。

具体实施方式

如图1中，一种堆石料流变测试装置，包括试验台1、试样罐4和千斤顶2，千斤顶2通过输油管路21与液压油缸22连接，所述试样罐4上下分别设置上垫板5和下垫板3，试验台1通过立柱13连接上顶板14，试验台1上设置千斤顶2，试样罐4放置在千斤顶2上方，上垫板5上侧设置压力传感器6，试验台1通过支架8连接位移传感器7，千斤顶2连接水平杆10，水平杆10自由端连接竖直杆11，竖直杆11与位移传感器7底端接触，所述位移传感器7与控制器19电性连接，所述压力传感器6与第一数据采集装置18以及控制器19串联。

试样罐4外径20cm，内径17cm，高度26cm，试样装填高度为21.5cm。下垫板3和上垫板锥面直径分别为11cm，16.85cm，厚度为3cm。

压力传感器采用型号MIK-P300，湿度传感器采用型号为SWR-100W。

控制器19可以选择为pc机或服务器。

如图2中，所述千斤顶2上套装圆环9，圆环9通过螺钉12紧固，所述圆环9连接水平杆10。

所述试样罐4周围设置湿度传感器15，所述湿度传感器15与第二数据采集装置16电性连接，第二数据采集装置16与控制器19电性连接。湿度传感器15的数量可以选择为3个。

进一步的，所述第二数据采集装置16为数据采集卡。数据采集卡的型号为DAM3601。

所述压力传感器6与第一数据采集装置18之间电性连接放大器17。压力传感器6的信号输出是电压信号输出，接入放大器17进行信号放大，更容易进行数据采集。

所述第一数据采集装置18为数据采集卡。数据采集卡的型号为ART-F104。

所述试样罐4下方设置支撑柱23。可以保证试样的顺利装填，在测试过程中水平杆10不会触碰到试样罐4底部。

所述试样罐4材料为锰钢，所述上垫板5和下垫板3材料为合金钢。防止测试的过程中发生变形。

所述上垫板5形状为锥台，下垫板3为倒置的锥台。

所述输油管路21设置高压液压球阀20。减少输油管路变形对试验结果的影响。

具体使用时，首先将圆环9套装在千斤顶2上，并用螺钉12紧固，使圆环9能随千斤顶2同步升降。将位移传感器7固定在支架8上。千斤顶2上升，竖直杆11与位移传感器7底端接触。将下垫板3以及试样罐4放置在千斤顶2上，选择试验目标石料，将目标石料分为多份，按实际需要选择其粒径级配，然后对其称重，分层填筑到试样罐4中并压实。将上垫板5置于试样罐4顶端放平，之后将压力传感器6置于上垫板5之上，压力传感器6与上顶板14接触。压力传感器6通过放大器17与第一数据采集装置18以及控制器19串联。湿度传感器15与第二数据采集装置16电性连接，第二数据采集装置16与控制器19电性连接。控制器19编写控制程序，可实现自动读取数据、信号与数据的换算、数据的记录和保存。

在进行堆石料的流变测试之前需要进行空载试验，以排除仪器自身变形对试验结果的影响，空载试验就是在不加试样的情况下将压力传感器6直接置于千斤顶2之上，对其施加一个恒定的荷载，以测试仪器自身变形情况，并在之后的试验中将其滤去。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种堆石料流变测试装置，包括试验台（1）、试样罐（4）和千斤顶（2），千斤顶（2）通过输油管路（21）与液压油缸（22）连接，其特征在于：所述试样罐（4）上下分别设置上垫板（5）和下垫板（3），试验台（1）通过立柱（13）连接上顶板（14），试验台（1）上设置千斤顶（2），试样罐（4）放置在千斤顶（2）上方，上垫板（5）上侧设置压力传感器（6），试验台（1）通过支架（8）连接位移传感器（7），千斤顶（2）连接水平杆（10），水平杆（10）自由端连接竖直杆（11），竖直杆（11）与位移传感器（7）底端接触，所述位移传感器（7）与控制器（19）电性连接，所述压力传感器（6）与第一数据采集装置（18）以及控制器（19）串联。

2.根据权利要求1所述的一种堆石料流变测试装置，其特征在于：所述千斤顶（2）上套装圆环（9），圆环（9）通过螺钉（12）紧固，所述圆环（9）连接水平杆（10）。

3.根据权利要求1所述的一种堆石料流变测试装置，其特征在于：所述试样罐（4）周围设置湿度传感器（15），所述湿度传感器（15）与第二数据采集装置（16）电性连接，第二数据采集装置（16）与控制器（19）电性连接。

4.根据权利要求3所述的一种堆石料流变测试装置，其特征在于：所述第二数据采集装置（16）为数据采集卡。

5.根据权利要求1所述的一种堆石料流变测试装置，其特征在于：所述压力传感器（6）与第一数据采集装置（18）之间电性连接放大器（17）。

6.根据权利要求1所述的一种堆石料流变测试装置，其特征在于：所述第一数据采集装置（18）为数据采集卡。

7.根据权利要求1所述的一种堆石料流变测试装置，其特征在于：所述试样罐（4）下方设置支撑柱（23）。

8.根据权利要求1所述的一种堆石料流变测试装置，其特征在于：所述试样罐（4）材料为锰钢，所述上垫板（5）和下垫板（3）材料为合金钢。

9.根据权利要求1所述的一种堆石料流变测试装置，其特征在于：所述上垫板（5）形状为锥台，下垫板（3）为倒置的锥台。

10.根据权利要求1所述的一种堆石料流变测试装置，其特征在于：所述输油管路（21）设置高压液压球阀（20）。