CN112049159A - 一种自动适应试样变形的低摩阻平面加载板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动适应试样变形的低摩阻平面加载板，包括加载板底座和若干个万向滑块，万向滑块可吸附在加载板底座上，并可在加载板底座上移动；加载板底座包括第一平板和第二平板；第二平板上设置有凹槽，凹槽内设置有加载板磁铁；万向滑块包括滑块底板、万向珠、滑块磁铁、旋转支撑、滑块中板和滑块顶板，万向滑块通过滑块磁铁吸附在加载板底座上，并通过万向珠在加载板底座上自由移动；滑块顶板可在旋转支撑的作用下，相对于滑块底板自由旋转。本发明设计可确保加载板完全适应试样的变形，能够较真实反映试样在荷载作用下的受力变形性状，可满足土工试验中平面应变试验和真三轴试验中主应力加载测试的要求，具有很强的实用性和广泛的适用性。

Description

一种自动适应试样变形的低摩阻平面加载板

技术领域

本发明属于土工试验测试技术领域，具体涉及一种自动适应试样变形的低摩阻平面加载板。

背景技术

为深入认识土体的力学性状，准确获得工程设计施工等所需的力学参数，常采用室内土工试验的方法来模拟土体在不同应力状态下的力学响应，如平面应变试验、真三轴试验等。一般平面应变试验和真三轴试验采用平面刚性加载板来施加中主应力，由于刚性加载板在加载过程中不能产生与试样变形相适应的随动变形，导致刚性加载板与试样在加载过程中会产生较大的摩阻力，较大的摩阻力阻碍了试样加载面土体的真实形变，影响了土体真实力学变形性状的发展和演化，导致试验得到的力学参数与实际土体真实力学参数之间产生误差，继而影响了岩土工程土工测试技术的发展和工程科学合理应用。基于此，本发明提供一种自动适应试样变形的低摩阻平面加载板来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种自动适应试样变形的低摩阻平面加载板。

本发明采用以下技术方案：

一种自动适应试样变形的低摩阻平面加载板，包括加载板底座和若干个万向滑块，所述万向滑块可吸附在加载板底座上，并可在加载板底座上移动；所述万向滑块与待测试样接触，并可适应待测试样在加载板面上产生的变形。

进一步的，所述加载板底座包括第一平板和第二平板，所述第一平板和第二平板叠合固定；所述第二平板与第一平板接触的平面上设置有若干个凹槽，所述凹槽内设置有与凹槽尺寸相适应的加载板磁铁；所述万向滑块吸附在第二平板上。

进一步的，所述万向滑块包括滑块底板、万向珠、滑块磁铁、旋转支撑、滑块中板和滑块顶板；所述滑块磁铁固定在滑块底板下表面，万向珠设置在滑块底板底部，所述滑块磁铁的下边缘高于万向珠的下边缘；所述万向滑块通过滑块磁铁与加载板磁铁之间的引力吸附在加载板底座上，并通过万向珠在加载板底座上自由移动；所述旋转支撑安装在滑块底板上表面，滑块中板安装在旋转支撑上，滑块中板上设置滑块顶板，所述滑块顶板可在旋转支撑的作用下，相对于滑块底板自由旋转。

进一步的，所述第一平板和第二平板上均设置有加载板螺钉孔，第一平板和第二平板通过将加载板螺钉穿过加载板螺钉孔旋拧固定连接。

进一步的，所述加载板磁铁均匀分布在第二平板内；所述万向滑块与加载板磁铁的位置对应，相邻万向滑块之间的间隙大小一致；滑块磁铁与加载板磁铁应具有足够的磁力保证万向滑块初始布置时能吸附在加载板底座设计位置上而不会在万向滑块的自身重力作用下移动。

进一步的，所述第一平板和第二平板平面尺寸相同，第一平板和第二平板采用高强度不变形金属材质，第二平板与万向滑块接触面为高抛光平面。

进一步的，所述凹槽形状为圆形，加载板磁铁的下边缘不超过第二平板的下边缘。

进一步的，所述滑块顶板采用弹性橡胶材质制作而成；所述滑块底板、万向珠、旋转支撑、滑块顶板均采用高强度不变形金属材料制作而成。

进一步的，每个万向滑块中，万向珠的设置数量为四个，分别设置在滑块底板下表面四个端点处。

进一步的，所述滑块顶板的形状为方形；滑块顶板的尺寸大于滑块中板，滑块中板的尺寸不小于旋转支撑和滑块底板。

进一步的，所述滑块磁铁通过螺钉设置在滑块底板底面中央，所述旋转支撑通过螺钉设置在滑块底板上，所述滑块中板通过螺钉设置在旋转支撑上。

本发明的有益效果：

（1）本发明加载板底座与万向滑块吸附固定形成可自动适应试样变形的低摩阻平面加载板，万向滑块中的滑块顶板与待测试样接触；万向滑块可通过万向珠在加载板底座上一定范围内自由移动，通过旋转支撑保证万向滑块定位于加载板底座某一位置时滑块顶板能360度自由旋转以适应试样在加载板面上产生的旋转变形，滑块顶板采用弹性材料可确保能自动适应试样的压缩变形；

（2）本发明加载板底座采用高抛光平面设计，可以保证万向滑块底部的高精度万向珠在高抛光加载板底座平面上自由移动，进而保证加载板底座上每一个万向滑块都能在加载板底座上360度无死角自由灵活移动，大大减小了加载板与试样之间的摩阻力，完全适应试样的变形；本发明设计新颖合理，结构简单，安全稳定、操作方便，实用性强，可确保加载板万向滑块能完全灵活适应试样在平面360度方向上的变形，能够较真实反映试样在荷载作用下的受力变形性状，可满足土工试验中平面应变试验和真三轴试验中主应力加载测试的要求，具有很强的实用性和广泛的适用性。

附图说明：

图1为本发明实施例自动适应试样变形的低摩阻平面加载板结构示意图；

图2为本发明实施例加载板底座剖视图；

图3为本发明实施例第二平板与凹槽位置示意图；

图4为本发明实施例万向滑块侧视图；

附图中的标记为：1、加载板底座；1-1、第一平板；1-2、第二平板；1-3、加载板螺钉孔；1-4、加载板螺钉；1-5、凹槽；1-6、加载板磁铁；2、万向滑块；2-1、万向珠；2-2、滑块磁铁；2-3、滑块底板；2-4、旋转支撑；2-5、滑块中板；2-6、滑块顶板。

具体实施方式：

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。

参见图1~4，本发明实施例提供一种自动适应试样变形的低摩阻平面加载板，包括加载板底座1和若干个万向滑块2，所述万向滑块2均匀整齐的吸附在加载板底座1上，并可在加载板底座1上移动，相邻万向滑块2之间留有一定的滑块间隙；所述万向滑块2与待测试样接触，并可适应待测试样在加载板面上产生的变形。

本发明实施例中，所述加载板底座1包括第一平板1-1和第二平板1-2，所述第一平板1-1和第二平板1-2叠合固定；所述第二平板1-2与第一平板1-1接触的平面上设置有若干个凹槽1-5，各个凹槽1-5之间整齐排列，所述凹槽1-5内设置有与凹槽1-5尺寸相适应的加载板磁铁1-6；所述万向滑块2吸附在第二平板1-2上；所述第一平板1-1和第二平板1-2上均设置有加载板螺钉孔1-3，第一平板1-1和第二平板1-2通过将加载板螺钉1-4穿过加载板螺钉孔1-3旋拧固定连接；所述第一平板1-1和第二平板1-2平面尺寸相同，第一平板1-1和第二平板1-2采用高强度不变形金属材质，第二平板1-2与万向滑块2接触面为高抛光平面，可以保证加载板底座1上每一个万向滑块2都能在加载板底座1上360度无死角自由灵活移动，完全适应试样的变形；所述凹槽1-5形状为圆形，加载板磁铁1-6的下边缘不超过第二平板1-2的下边缘。

本发明实施例中，所述万向滑块2包括滑块底板2-3、万向珠2-1、滑块磁铁2-2、旋转支撑2-4、滑块中板2-5和滑块顶板2-6；所述滑块磁铁2-2固定在滑块底板2-3下表面，万向珠2-1设置在滑块底板2-3底部，所述滑块磁铁2-2的下边缘高于万向珠2-1的下边缘；所述万向滑块2通过滑块磁铁2-2与加载板磁铁1-6之间的引力吸附在加载板底座1上，并通过万向珠2-1在加载板底座1上自由移动；所述旋转支撑2-4安装在滑块底板2-3上表面，滑块中板2-5安装在旋转支撑2-4上，滑块中板2-5上设置滑块顶板2-6，所述滑块顶板2-6可在旋转支撑2-4的作用下，相对于滑块底板2-3自由旋转。

本发明实施例中，所述加载板磁铁1-6均匀分布在第二平板1-2内；所述万向滑块2与加载板磁铁1-6的位置对应，相邻万向滑块2之间的间隙大小一致；滑块磁铁2-2与加载板磁铁1-6应具有足够的磁力保证万向滑块2初始布置时能吸附在加载板底座1设计位置上而不会在万向滑块2的自身重力作用下移动。

本发明实施例中，所述滑块顶板2-6采用弹性橡胶材质制作而成，可确保能自动适应试样的压缩变形；所述滑块底板2-3、万向珠2-1、旋转支撑2-4、滑块顶板2-5均采用高强度不变形金属材料制作而成；每个万向滑块2中，万向珠2-1的设置数量为四个，分别设置在滑块底板2-3下表面四个端点处。

本发明实施例中，所述滑块顶板2-6的形状为方形；滑块顶板2-6的尺寸大于滑块中板2-5，滑块中板2-5的尺寸不小于旋转支撑2-4和滑块底板2-3，保证了万向滑块2的滑块顶板2-6以下的旋转支撑2-4、滑块底板2-3、万向珠2-1均不会发生抵挡而影响滑块中板2-5和滑块顶板2-6的移动；所述滑块磁铁2-2通过螺钉设置在滑块底板2-3底面中央，所述旋转支撑2-4通过螺钉设置在滑块底板2-3上，所述滑块中板2-5通过螺钉设置在旋转支撑2-4上。

使用时，将万向滑块2与第二平板1-2上的加载板磁铁1-6位置对齐，均匀整齐设置在加载板底座1上，万向滑块2之间留有一定的滑块间隙，根据试样加载侧面面积要求设置合适面积的万向滑块2，此时试验加载之前的加载板准备工作完成。将准备好的加载板竖直对齐接触到试样的侧面，此时试样侧面加载板的安装完成，后续的土工试验同一般的平面应变试验或真三轴试验中采用普通刚性加载板的操作方法。

本发明加载板底座与万向滑块吸附固定形成可自动适应试样变形的低摩阻平面加载板，万向滑块中的滑块顶板与待测试样接触；万向滑块可通过万向珠在加载板底座上一定范围内自由移动，通过旋转支撑保证万向滑块定位于加载板底座某一位置时滑块顶板能360度自由旋转以适应试样在加载板面上产生的旋转变形，滑块顶板采用弹性材料可确保能自动适应试样的压缩变形；本发明设计新颖合理，结构简单，安全稳定、操作方便，实用性强，可确保加载板万向滑块能完全灵活适应试样在平面360度方向上的变形，能够较真实反映试样在荷载作用下的受力变形性状，可满足土工试验中平面应变试验和真三轴试验中主应力加载测试的要求，具有很强的实用性和广泛的适用性。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动适应试样变形的低摩阻平面加载板，其特征在于，包括加载板底座（1）和若干个万向滑块（2），所述万向滑块（2）可吸附在加载板底座（1）上，并可在加载板底座（1）上移动；所述万向滑块（2）与待测试样接触，并可适应待测试样在加载板面上产生的变形。

2.根据权利要求1所述的自动适应试样变形的低摩阻平面加载板，其特征在于，所述加载板底座（1）包括第一平板（1-1）和第二平板（1-2），所述第一平板（1-1）和第二平板（1-2）叠合固定；所述第二平板（1-2）与第一平板（1-1）接触的平面上设置有若干个凹槽（1-5），所述凹槽（1-5）内设置有与凹槽（1-5）尺寸相适应的加载板磁铁（1-6）；所述万向滑块（2）吸附在第二平板（1-2）上。

3.根据权利要求2所述的自动适应试样变形的低摩阻平面加载板，其特征在于，所述万向滑块（2）包括滑块底板（2-3）、万向珠（2-1）、滑块磁铁（2-2）、旋转支撑（2-4）、滑块中板（2-5）和滑块顶板（2-6）；

所述滑块磁铁（2-2）固定在滑块底板（2-3）下表面，万向珠（2-1）设置在滑块底板（2-3）底部，所述滑块磁铁（2-2）的下边缘高于万向珠（2-1）的下边缘；所述万向滑块（2）通过滑块磁铁（2-2）与加载板磁铁（1-6）之间的引力吸附在加载板底座（1）上，并通过万向珠（2-1）在加载板底座（1）上自由移动；

所述旋转支撑（2-4）安装在滑块底板（2-3）上表面，滑块中板（2-5）安装在旋转支撑（2-4）上，滑块中板（2-5）上设置滑块顶板（2-6），所述滑块顶板（2-6）可在旋转支撑（2-4）的作用下，相对于滑块底板（2-3）自由旋转。

4.根据权利要求2所述的自动适应试样变形的低摩阻平面加载板，其特征在于，所述第一平板（1-1）和第二平板（1-2）上均设置有加载板螺钉孔（1-3），第一平板（1-1）和第二平板（1-2）通过将加载板螺钉（1-4）穿过加载板螺钉孔（1-3）旋拧固定连接。

5.根据权利要求2所述的自动适应试样变形的低摩阻平面加载板，其特征在于，所述加载板磁铁（1-6）均匀分布在第二平板（1-2）内；所述万向滑块（2）与加载板磁铁（1-6）的位置对应，相邻万向滑块（2）之间的间隙大小一致。

6.根据权利要求2所述的自动适应试样变形的低摩阻平面加载板，其特征在于，所述第一平板（1-1）和第二平板（1-2）平面尺寸相同，第一平板（1-1）和第二平板（1-2）采用高强度不变形金属材质，第二平板（1-2）与万向滑块（2）接触面为高抛光平面。

7.根据权利要求2所述的自动适应试样变形的低摩阻平面加载板，其特征在于，所述凹槽（1-5）形状为圆形，加载板磁铁（1-6）的下边缘不超过第二平板（1-2）的下边缘。

8.根据权利要求3所述的自动适应试样变形的低摩阻平面加载板，其特征在于，所述滑块顶板（2-6）采用弹性橡胶材质制作而成；所述滑块底板（2-3）、万向珠（2-1）、旋转支撑（2-4）、滑块顶板（2-5）均采用高强度不变形金属材料制作而成。

9.根据权利要求3所述的自动适应试样变形的低摩阻平面加载板，其特征在于，每个万向滑块（2）中，万向珠（2-1）的设置数量为四个，分别设置在滑块底板（2-3）下表面四个端点处。

10.根据权利要求3所述的自动适应试样变形的低摩阻平面加载板，其特征在于，所述滑块顶板（2-6）的形状为方形；滑块顶板（2-6）的尺寸大于滑块中板（2-5），滑块中板（2-5）的尺寸不小于旋转支撑（2-4）和滑块底板（2-3）。

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