1.一种基于多层剪切的流变松弛耦合测试系统,其特征在于,包括试验框架(1)以及设置在试验框架(1)内部的竖直位移加载装置和水平位移加载装置;
竖直位移加载装置的下部为位移升降机构,位移升降机构的上部设置有试样支撑平台(9),试样支撑平台(9)的上表面设置有第一磁性滚轴(8),试验框架(1)顶板下部与位移升降机构对应的位置设置有第二压力传感器(2),第二压力传感器(2)下部设置有刚性垫板(3),刚性垫板(3)的下表面设置有第二磁性滚轴(4),第一磁性滚轴(8)和第二磁性滚轴(4)形成的空间用于放置试验的多层试样,竖直位移加载装置上设有用于测量试样竖直位移的第二激光位移计(17);
水平位移加载装置数量为多个且设置在试验框架(1)的两侧壁之间,上下相邻的两个水平位移加载装置用于向对应的试样施加方向相反的水平加载力,每个水平位移加载装置均包括加载杆(13)和支撑杆(16),试样位于对应的加载杆(13)和支撑杆(16)之间,每个支撑杆(16)靠近试样的一端安装有第一压力传感器(15),支撑杆(16)远离试样的一端固定连接在试验框架(1)的侧壁上,每个加载杆(13)远离试样的一端固定连接有蠕变液压加载油缸(11),蠕变液压加载油缸(11)固定设置在试验框架(1)的侧壁上,蠕变液压加载油缸(11)连接有并联蓄能装置(19),并联蓄能装置(19)用于向水平位移加载装置提供动力,从而分别控制每个水平位移加载装置的加载杆(13)工作,水平位移加载装置上还设有用于测量试样水平位移的第一激光位移计(12);
相邻水平位移加载装置的加载杆(13)设置在试样不同的两侧。
2.根据权利要求1所述的一种基于多层剪切的流变松弛耦合测试系统,其特征在于,位移升降机构为螺旋位移加载机构(10)。
3.根据权利要求1所述的一种基于多层剪切的流变松弛耦合测试系统,其特征在于,上下相邻的两个水平位移加载装置的支撑杆(16)间距为支撑杆(16)直径的0.2倍。
4.根据权利要求1所述的一种基于多层剪切的流变松弛耦合测试系统,其特征在于,第一激光位移计(12)还包括有第一激光挡板(14),第一激光位移计(12)设置在蠕变液压加载油缸(11)上,第一激光挡板(14)设置在相应第一激光位移计(12)所在水平位移加载装置加载杆(13)的末端;第二激光位移计(17)还包括有第二激光挡板(18),第二激光位移计(17)设置在竖直位移加载装置上,第二激光挡板(18)设置在试样支撑平台(9)的下表面。
5.根据权利要求2所述的一种基于多层剪切的流变松弛耦合测试系统,其特征在于,水平位移加载装置的数量为三个,从上向下依次是1号水平位移加载装置(5)、2号水平位移加载装置(6)和3号水平位移加载装置(7)。
6.根据权利要求5所述的一种基于多层剪切的流变松弛耦合测试系统,其特征在于,并联蓄能装置(19)由三个蓄能器并联组成,每一个蓄能器与一个液压表(20)串联,每一个液压表(20)与一个平流泵串联。
7.根据权利要求6所述的一种基于多层剪切的流变松弛耦合测试系统的试验方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将试样放置在支撑平台的第一磁性滚轴(8)上,打开电机,通过螺旋位移加载机构(10)抬升试样支撑平台(9)和试样,使最上层试样的上表面与第二磁性滚轴(4)接触,且每层试样的水平中心与对应加载杆(13)的水平中心在一条直线上;
2)启动各个水平位移加载装置,使各个加载杆(13)与相应的试样水平接触;
3)恒定剪切应力的应力松弛测试,启动各个水平位移加载装置,直到各个水平位移加载装置的加载应力达到预定值,打开电机,让螺旋位移加载机构(10)对试样进行位移加载,达到预定应力值后停止螺旋位移加载机构(10)抬升,打开工控机,记录Y、X方向应力和位移数据;
4)多向剪切蠕变测试,重复1)‑2)步骤,然后打开电机,让螺旋位移加载机构(10)对试样进行位移加载,达到预定应力值;
5)启动2号水平位移加载装置(6),达到预定剪切应力后,打开平流泵,使得并联蓄能装置(19)开始工作,打开工控机,长时间记录Y、X方向应力和位移数据;
6)重复1)‑2)和4)步骤,启动1号水平位移加载装置(5)和3号水平位移加载装置(7),达到预定剪切应力后,打开平流泵,使得并联蓄能装置(19)开始工作,打开工控机,长时间记录Y、X方向应力和位移数据;
7)重复1)‑2)和4)步骤,启动1号水平位移加载装置(5),达到预定剪切应力后,打开平流泵,使得并联蓄能装置(19)开始工作,打开工控机,长时间记录Y、X方向应力和位移数据;
8)重复1)‑2)和4)步骤,启动3号水平位移加载装置(7),达到预定剪切应力后,打开平流泵,使得并联蓄能装置(19)开始工作,打开工控机,长时间记录Y、X方向应力和位移数据。