[發明專利]非飽和土三軸蠕變試驗儀

無效

• 申請號: 200910062902.7
• 申請日: 2009-06-30
• 公開（公告）號: CN101592574A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: 王世梅;談云志;張業明;陳勇
• 申請（專利權）人: 三峽大學;王世梅
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所
• 代理人: 成 鋼

技術領域

本發明涉及土工試驗儀器，特別是一種非飽和土三軸蠕變試驗儀。

背景技術

目前，飽和三軸蠕變儀主要由臺架子部件、杠桿加荷部件、砝碼部件、試樣壓力室部件、孔壓測量儀、圍壓和吸力控制器等組成。它主要用于對土體試樣進行飽和三軸蠕變試驗。由于飽和三軸蠕變試驗不需要考慮基質吸力的影響，因此，飽和三軸蠕變儀不存在控制基質吸力的儀器部件，故其不能對土體的非飽和狀態流變行為進行模擬，也不能更進一步建立非飽和土流變的數學模型等。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種非飽和土三軸蠕變試驗儀，可以控制基質的吸力，既可開展飽和土流變試驗又可開展非飽和土流變試驗。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種非飽和土三軸蠕變試驗儀，包括壓力室，壓力室上設有載荷框，載荷框上設有位移傳感器，外壓力室圍壓控制器與壓力室外腔連接，內壓力室圍壓控制器與壓力室內腔連接，壓力室上設有注水孔，載荷框通過傳力桿與試樣帽接觸，試樣帽上設有吸力管，試樣帽下設有透水板，壓力室下設有壓力室排水管和沖水管，壓力室排水管和沖水管上設有陶土板。

所述的透水板上層為帶孔銅板，下層為透水石。

所述的壓力室排水管上設有排水閥。

所述的沖水管通過三通閥與儲水缸和排水管連接。

所述的吸力管通過水洗器與吸力控制器連接。

所述的水洗器中儲存有凈水，其進口與吸力管連接，進水端在液面以下，其出口與吸力控制器連接，出口端在液面以上。

所述的水洗器材質為有機玻璃。

所述的陶土板下設有螺旋槽。

所述的陶土板的通氣壓力值為3～15Bar。

本發明提供的一種非飽和土三軸蠕變試驗儀，通過在壓力室的底座鑲嵌有一塊具有高進氣值陶土板，陶土板屬于一種功能材料，它有很細的微孔，在實驗前把陶土板用水進行飽和，當施加氣壓力時，由于水氣在微孔處可以形成一個彎液面，水分子對氣體分子的拖拽作用，因此，氣體與水分子相比很難通過微孔，從而達到隔氣不隔水的作用。讓土試樣中的水可以通過而施加的氣體不能通過，從而達到既可控制基質吸力而又可排水的目的。當施加的氣壓力小于通氣壓力值3～15Bar時，陶土板正常工作，氣體分子不通過陶土板，超過臨界值就失去效用，陶土板可以過氣。

陶土板上部為套橡皮膜的試樣，試樣上部為透水板和試樣帽，透水板包含兩個部分：多孔銅板和透水石，其中透水石與土樣直接接觸，因其空隙密土顆粒不會壓入到孔隙內，但透水石屬于脆性材料，加壓力不均容易破碎，因此加多孔銅板可以使其受力均勻，且能過水。

試樣帽與一套能夠控制氣壓的管路相連，從而向試樣施加和控制孔隙氣壓力，陶土板底部分別與沖水管和排水管相連，分別起沖刷陶土板底部的氣泡和排水之用；試樣帽凹槽與傳力桿接觸，傳力桿與荷載架上的壓力螺釘接觸，通過放置砝碼來給試樣施加軸壓，傳力桿與壓力室之間用“O”型圈密封；位移傳感器固定在荷載架上且與壓力室頂部接觸，從而測量試樣在蠕變階段每時刻的變形。試樣壓力室采用雙層壓力室，為雙層有機玻璃圓筒。內壓力室充滿無氣水從而給試樣施加圍壓，外壓力室施加等圍壓值的氣壓可以消除內壓力室的變形對體變值產生的影響。

與現有的技術相比，本發明的有益效果是：1.能夠通過施加氣壓力來控制基質吸力，從而可以開展非飽和土的蠕變試驗；2.施加氣壓的管路中間安裝一個水洗器，可以有效避免因操作不當引起帶有泥土的水分倒流破壞吸力控制器；3.結構簡單，便于操作。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

圖1是本發明中壓力室結構示意圖；

圖2是本發明整體結構示意圖；

具體實施方式

一種非飽和土三軸蠕變試驗儀，包括壓力室9，壓力室9上設有載荷框4，載荷框4上設有位移傳感器，外壓力室圍壓控制器13與壓力室9外腔連接，內壓力室圍壓控制器14與壓力室9內腔連接，壓力室9上設有注水孔1，載荷框4通過傳力桿5與試樣帽6接觸，試樣帽6上設有吸力管8，試樣帽6下設有透水板7，壓力室9下設有壓力室排水管3和沖水管12，壓力室排水管3和沖水管12上設有陶土板11。

所述的透水板7上層為帶孔銅板，下層為透水石。

所述的壓力室排水管3上設有排水閥20。

所述的沖水管12通過三通閥19與儲水缸15和排水管17連接。

所述的吸力管8通過水洗器16與吸力控制器18連接。