土工類試件拉伸試驗加載夾具的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及材料力學土工試驗檢測技術領域，具體說是一種土工類試件拉伸試驗加載夾具。
【背景技術】
[0002]在土工類材料的強度特性研究中，過去多側重于抗壓強度和抗剪強度，對抗拉強度的研究較少。然而，在許多土在土木工程中，經常會發現土體開裂、地面裂縫、大壩開裂等現象。特別是近年來，隨著公路、機場、隧道、凍結壁、高土石壩等大型工程的逐漸增多，產生裂縫的土工結構物也越來越多。這些裂縫的形成均與材料的抗拉性能有關。在許多工程問題的研究分析和設計中，就必須考慮土體抗拉強度的影響，裂縫的存在不僅可能引起滲漏，甚至影響建筑物的正常運行，因此，對土體抗拉特性的認識和抗拉強度指標的準確測試具有重要意義。
[0003]測定土體抗拉強度試驗方法有很多，大致可分為直接拉伸法和間接法兩大類。間接拉伸試驗則包括四點彎曲試驗、軸向壓裂試驗、徑向壓裂試驗。直接拉伸試驗是研究土體抗拉性能最直接、最有效的方法，但受夾持條件、試件的加工困難等限制，較難實現直接拉伸試驗，然而，經過不斷的改進實驗技術條件，在材料直接拉伸方面仍取得了不少進展。
[0004]目前，雖有一些學者對土體抗拉強度進行過相關研究，但對土體抗拉強度的認識還不很成熟，抗拉強度的試驗設備也不夠完善。從現有的直接拉伸測試方法來看，仍然存在以下缺點:
[0005]1、試件與夾具的連接問題十分突出，且難以消除試件的端部效應，導致出現斷裂的位置不在試件中部。
[0006]2、早期的抗拉試驗或采用砝碼進行加載，或通過手輪轉動來控制施加荷載的速率，不能精確、連續控制施加試驗所需的拉力，也不能無法實現測試數據的實時采集和處理。
[0007]3、夾具與試驗機采用剛性連接，無法保證試件處于軸向拉伸狀態，難以消除試件受拉時產生的偏心現象。
[0008]4、雖然能夠得到土體的抗拉強度，但無法獲取材料的伸長率。
【實用新型內容】
[0009]針對現有試驗技術存在的缺點，本實用新型的目的在于提供一種土工類試件拉伸試驗加載夾具，該夾具是一種適應性強、準確程度高的土工類材料直接拉伸試驗裝置，能準確測試土工類試件從加載到破壞全過程的荷載及變形和伸長率，不僅能滿足不同材料試件多樣化的需求，而且能提高測試效率以及測試精度，為土工材料的設計、檢驗和質量評判提供準確的力學性能指標。
[0010]本實用新型的目的是通過以下技術來實現的:
[0011]—種試件加載夾具，包括上拉桿、球鉸連桿1、傳力架1、銷子1、上夾具、球鉸連桿I1、下拉桿、下夾具、傳力架I1、引伸計和銷子II，上拉桿與傳力架I通過球鉸連桿I連接；上夾具與傳力架I通過銷子I連接；下拉桿7與傳力架II通過球鉸連桿II連接；傳力架II與下夾具通過銷子II連接；試件的一端通過上夾具固定；另一端通過下夾具固定；試件的中段部設有引伸計。
[0012]進行拉伸強度試驗時，球鉸連桿I與球鉸連桿II可以在一定范圍內自由轉動，可使試件處于軸向拉狀態，避免由于偏心弓I起的破壞。
[0013]進行拉伸強度試驗時，當試件發生變形時，引伸計會記錄標距范圍內試件的變形，直接測量試件變形及伸長率。
[0014]本實用新型的優點及有益效果:
[0015]1、本實用新型利用模具通過制作啞鈴形試件，并將模具用作配套的夾具，解決了直接拉伸試驗中試件與拉伸裝置的連接難題。
[0016]2、本實用新型可進行多種易成型材料(土體、砂漿、瀝青等)的直接拉伸試驗，也可進行不同溫度下的拉伸試驗，滿足低溫條件下的試驗要求。
[0017]3、本實用新型能精確測試材料的抗拉強度，并能給出拉應力-應變曲線。
[0018]4、本實用新型的整體結構簡單，使用操作靈活，能夠充分利用現有設備，并且測試效率高、精度高。
[0019]5、本實用新型既能為土工建筑物的結構設計和理論分析提供精確數據，又能提高現有設備的利用率，降低重復投資。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的主視圖。
[0021]圖2為圖1的剖視圖。
[0022]圖3為本實用新型的左視圖。
[0023]圖中:1-上拉桿、2-球鉸連桿1、3_傳力架1、4_銷子1、5_上夾具、6_球鉸連桿I1、7-下拉桿、8-下夾具、9-試件、10-傳力架I1、11 -引伸計、12-銷子II。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖對本實用新型做進一步說明:
[0025]如圖1、2、3所示，一種試件加載夾具，包括上拉桿1、球鉸連桿12、傳力架13、銷子I 4、上夾具5、球鉸連桿116、下拉桿7、下夾具8、傳力架1110、試件9、引伸計11、銷子II 12，其特征在于:上拉桿1與傳力架13通過球鉸連桿12連接；上夾具5與傳力架13通過銷子
I4連接；下拉桿7與傳力架II10通過球鉸連桿116連接；傳力架II10與下夾具8通過銷子II 12連接；試件9的一端通過上夾具5固定；另一端通過下夾具8固定；試件9的中段部設有引伸計11。
實施例
[0026]由于圓柱形結構試件在夾持過程中易造成脫落，或試件9在夾具處被夾斷，因此，為減小應力集中現象，將試件9制作為啞鈴狀。
[0027]使用抗拉強度試驗夾具時，首先，將下夾具8的定位孔與傳力架1110的定位孔處于同一高度，然后將銷子II 12插入定位孔中；將下夾具8與傳力架1110連接；同樣，再將上夾具5與傳力架13連接，然后，調節上拉桿1位置，使試件1處于垂直狀態，最后在試件9中段部安裝引伸計11，即可完成試驗裝置的安裝。
[0028]對試件9進行直接拉伸試驗時，萬能試驗機施加的荷載由上拉桿11直接承擔，當上拉桿1向上移動時，通過球鉸連桿I 2將拉力傳遞到傳力架13上，再通過銷子I 4將力傳至上夾具5上，上夾具5向上運動，使上夾具5與下夾具8之間的試件9逐漸受力，直至試件破壞，完成試驗。
[0029]上夾具1與下夾具5采用對稱結構。
[0030]本實施例中，試件9的變形和荷載由拉力試驗機自帶的拉力傳感器和位移計測定，伸長率由引伸計11測定。
[0031]上述拉力傳感器、位移計、引伸計11的信號線通過A/D轉換器與計算機輸入端連接，可進行數據實時采集。
【主權項】
1.一種土工類試件拉伸試驗加載夾具，包括上拉桿(1)、球鉸連桿I (2)、傳力架I (3)、銷子I (4)、上夾具(5)、球鉸連桿11(6)、下拉桿(7)、下夾具(8)、試件(9)、傳力架11(10)、引伸計(11)和銷子II (12)，其特征在于:上拉桿(1)與傳力架I (3)通過球鉸連桿I (2)連接；上夾具(5)與傳力架I (3)通過銷子I (4)連接；下拉桿(7)與傳力架II (10)通過球鉸連桿II (6)連接；傳力架II (10)與下夾具(8)通過銷子II (12)連接；試件(9)的一端通過上夾具(5)固定；另一端通過下夾具(8)固定；試件(9)的中段設有引伸計(11)。
【專利摘要】本實用新型屬于材料力學試驗檢測技術領域，涉及一種土工類試件拉伸試驗加載夾具。本加載夾具由上拉桿、球鉸連桿、傳力架、銷子、上夾具、下拉桿、下夾具、引伸計等構成。本實用新型的上夾具與下夾具呈對稱結構，球鉸連桿可以在一定范圍內自由轉動，可使試件處于軸心受拉狀態，避免由于偏心引起的破壞。當試件發生變形時，引伸計會記錄標距范圍內試件的變形，直接測量試件變形及伸長率。本實用新型整體結構簡單，使用操作靈活，測試精度好，試驗環境友好。
【IPC分類】G01N3/04
【公開號】CN205120490
【申請號】CN201520787898
【發明人】房建宏, 徐安花, 王新燕, 王翠玲
【申請人】青海省交通科學研究院
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年10月14日