[實用新型]巖土材料微觀結構自動跟蹤測試儀

無效

• 申請號: 201020522080.4
• 申請日: 2010-09-07
• 公開（公告）號: CN201795961U
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 方慶軍;洪寶寧;劉鑫;胡昕;崔猛
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N3/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本實用新型涉及一種測試系統，特別涉及一種巖土材料微觀結構的光學自動跟蹤測試儀。

背景技術

巖土材料在工程環境下所表現出來的眾多且復雜的工程特性和現象，都與其內部微觀結構的形態有關。因此，研究和觀測巖土材料微觀結構就成為必要。目前，對巖土微細結構的研究和觀測已經從定性分析轉入了定量分析階段。對巖土微細結構即結構要素包括顆粒大小、形狀，顆粒定向性，孔隙大小、形狀，粒間聯結方式等，進行量化分析。

目前，對巖土力學微細結構變化的研究的試驗手段主要有直接手段包括壓汞、氣體吸附等和間接手段包括電彌散法、滲透性法和聲波法等、還有巖土力學微觀結構光學測試系統。直接法和間接法無法得到土體在荷載作用下微觀顆粒的實際變形和位移信息，只能從統計信息上得到土體微觀結構在不同荷載下的變化趨勢，無法在土體微觀結構的真實演變的基礎上建立土顆粒的受力模型及本構關系。而巖土力學微觀結構光學測試系統雖然能解決以上所論述的問題，但其三維控制臺是純機械調節，精度較低，操作復雜，加載系統是通過手搖渦輪蝸桿對試樣施加軸向荷載的，人為因素參與較多，測試精確性和穩定性較差，無法達到巖土材料微結構試驗準確采集宏觀應力、應變信息的需要。

發明內容

發明目的：本實用新型將解決上述技術問題，提供一種測試精確度高和穩定性好的巖土材料微觀結構自動跟蹤測試儀。

技術方案：為了解決上述技術問題，本實用新型采用了如下的技術方案：

一種巖土材料微觀結構自動跟蹤測試儀，包括加載系統、三維控制平臺和圖像采集裝置，其中，所述的加載系統包括加載裝置、擠壓裝置，所述的加載裝置包括施加軸向力的液壓系統和施加徑向力的高壓氣管；擠壓裝置包括與液壓系統相連的軸向加載頭，還包括與高壓氣管相連的徑向加載氣囊；其特征在于：所述的軸向加載頭、徑向加載氣囊上設有傳感裝置，傳感裝置通過數據采集卡與控制系統連接；所述的液壓系統、高壓氣管也與控制系統連接；圖像采集裝置通過數據采集卡與控制系統連接；三維控制平臺依次通過控制臺驅動器、控制卡與控制系統連接。

其中，所述的圖像采集裝置包括長距離顯微鏡、CCD攝像機。

其中，所述的傳感裝置包括軸向傳感器和徑向傳感器。

有益效果：本實用新型在原有的巖土力學微觀結構光學測試系統的基礎上對三維控制平臺的驅動系統進行了改進，并增加了相應所需的軟件，使其能在計算機的監控下對巖土材料的微細結構進行自動跟蹤采集，避免了三維控制臺純機械調節，增強了測試精度，使操作更為簡易；同時加載系統可通過計算機控制對試樣施加荷載，減少了人為因素，使測試更為精確和穩定，進而更為準確的采集巖土材料微結構的宏觀應力、應變信息。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為試樣室的結構示意圖。

圖3為圖2的A-A向剖視圖。

具體實施方式：

下面結合附圖對本實用新型做更進一步的解釋。

如圖1、2和3所示，本實用新型的測試儀包括加載系統、三維控制平臺1和圖像采集裝置。

其中，所述的加載系統包括加載裝置、擠壓裝置、傳感裝置和試樣室14。其中，加載裝置軸包括液壓系統2、壓桿17和高壓氣管3；擠壓裝置包括向加載頭4和徑向加載氣囊5；傳感裝置包括軸向傳感器12和徑向傳感器13；試樣室14由截面呈半圓形的加載艙15和透明的玻璃板16組成，玻璃板16與加載艙15之間通過螺絲固定連接。

加載艙15上方沿軸向設置軸向加載頭4；軸向加載頭4通過軸向傳感器12、壓桿17與液壓系統2連接，液壓系統2與控制系統7連接。在加載艙15內壁設置有徑向加載氣囊5，在加載艙15外壁設置有徑向傳感器13與充氣口18；徑向加載氣囊5通過充氣口18與高壓氣管3連接，高壓氣管3與控制系統7連接。軸向傳感器12和徑向傳感器13通過數據采集卡6與控制系統7連接。

圖像采集裝置包括設置在三維控制平臺1上的長距離顯微鏡10和CCD攝像機11，長距離顯微鏡10后接CCD攝像機11，CCD攝像機11通過數據采集卡6與控制系統7連接；三維控制平臺1依次通過控制臺驅動器8、控制卡9與控制系統7連接。