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原文传递一种高精度的冻土等p试验方法

专利名称：	一种高精度的冻土等p试验方法
摘要：	本发明公开了一种实现高精度冻土等p试验的方法,包括：(a)将冻土试样放入低温三轴仪压力室，在给定围压下固结；(b)先由轴向应变计算修正面积来设置每一级轴力，实现近似的等p试验，加载结束后计算体应变，根据轴向应变和体应变计算修正面积，得到实际的平均应力p；(c)考察步骤(b)中的p在精度允许范围内是否为常数，若是，则试验结束，否则用高精度函数拟合轴向应变ε1与试样横截面积A的关系；(d)根据步骤(c)所得ε1‑A的关系设置每一级轴力和围压进行等p试验，试验结束后计算真实的横截面积和p，若p在精度允许范围内可视作常数，该试验即为等p试验，否则根据新的ε1‑A关系再进行等p试验，反复迭代，直到所得的p值可视作常数为止。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	内蒙古;15
申请人：	国网内蒙古东部电力有限公司经济技术研究院
发明人：	刘万福;张伟东;张海宁;曹阳;曹春诚;晨光;张松;徐湘田;白瑞强;杨宗维
专利状态：	有效
申请日期：	2017-12-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201711336520.X
公开号：	CN109959563A
代理机构：	上海盈盛知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	孙佳胤
分类号：	G01N3/18(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	010010 内蒙古自治区呼和浩特市昭乌达路颐和小区综合楼7层
主权项：	1.一种高精度的冻土等p试验方法，其特征在于：第一步：试验时将冻土试样放入低温三轴仪，将围压施加到试验目标值进行等p试验；等p试验通过控制平均应力增量Δp＝Δ(σ1+2σ3)＝0，也即Δσ1＝-2Δσ3来实现，而实际加载过程中，围压增量Δσ3可由围压加载系统直接控制，轴向加载系统只能控制轴力增量ΔF，轴向应力增量则需由Δσ1＝ΔF/A来计算得到；随着轴向压缩变形的增加，冻土试样的横截面积A会不断增大，要准确计算每一级施加的ΔF就必须预先测算每一级加载时试样的横截面积A，横截面积A根据体积应变和轴向应变进行计算；这样就可以根据ΔF＝Δσ1A＝-2Δσ3来计算每一级需施加的轴力；然而试验未完成时不能计算出体积应变εv,也就无法得到每一级加载时的A和ΔF,本发明提出一种类似于迭代法的方法来求取ΔF和A；第二步：根据ε1远大于εv的事实，首先只用轴向应变来来计算每一级冻土试样的横截面积，从而由Δp＝ΔF/A+2Δσ3＝0确定每一级的轴力增量△F及相应的围压增量Δσ3来进行近似等p试验；试验过程中应将每一级的轴向应变增量ε1取得足够小以保证每一级的A′变化不大，建议ε1取值不大于0.05％；第三步:应用第二步中的试验成果计算体积应变εv，再由轴向应变和体积应变计算在第二步试验中试样真实的横截面积A，并由p＝(F/A+2σ3)/3，计算出整个试验过程中的平均应力p；如果计算得到的p值在精度允许范围内可视作常数，则第二步中的试验即可作为精度足够的等p试验；若p的值在试验过程中变化较大不能视为常数，则可根据第二步的试验成果用高精度函数拟合出轴向应变ε1和试样横截面积A的关系；第四步：根据第三步中得到的ε1～A关系设置每一级的A，并由此设置每一级的ΔF、Δσ3进行等p试验；试验结束后计算真实的A和p，如果p值的变化在精度允许范围内可以视作常数，则该试验就是等p试验；若不然，则根据新的ε1～A关系再进行等p试验，反复迭代，直到p的值满足真正的等p试验条件为止。 2.根据权利要求1所述的一种高精度的冻土等p试验方法，其特征在于：采用具有应力控制、应变控制和多通道控制模式的低温三轴仪。 3.根据权利要求1所述的一种高精度的冻土等p试验方法，其特征在于：应用修正的试样横截面积计算轴向应力时，计入了体应变。 4.根据权利要求1所述的一种高精度的冻土等p试验方法，其特征在于：在修正试样横截面积时，采用的是上一次试验的轴向应变ε1与横截面积A的关系来进行修正，避开了当前加载时不能考虑体应变的困难。 5.根据权利要求1所述的一种高精度的冻土等p试验方法，其特征在于：在进行第二步的试验过程中每一级轴向应变增量ε1取值不大于0.05％，使每一级的A′变化不大，使尚未计入体应变时所得的p值变化不大，从而给出较为精确的初值，减少迭代试验次数。 6.根据权利要求1所述的一种高精度的冻土等p试验方法，其特征在于：每次试样横截面积的修正都包含了上一次体应变因素，使结果不断趋于精确。 7.根据权利要求1所述的一种高精度的冻土等p试验方法，其特征在于：通过多次迭代，可以实现高精度的等p试验。 8.根据权利要求1所述的一种高精度的冻土等p试验方法，其特征在于：实现高精度的等p试验是通过一种类似于迭代法的方法实现的。 9.根据权利要求1所述的一种高精度的冻土等p试验方法，其特征在于：本方法同样适用于任何直线应力路径的冻土力学试验。 10.根据权利要求1所述的一种高精度的冻土等p试验方法，其特征在于：本方法的原理和试验步骤可应用于精度要求高的融土等p试验。
所属类别：	发明专利