[發明專利]真三軸流變試驗系統

無效

• 申請號: 201110314623.2
• 申請日: 2011-09-30
• 公開（公告）號: CN103033423A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 付志亮;李術才;張慶松;高召寧;王漢鵬;劉元雪
• 申請（專利權）人: 付志亮
• 主分類號: G01N3/14
• 分類號: G01N3/14;G01N3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種真三軸流變試驗系統，尤其適用于巖土材料流變力學性質試驗。

背景技術

常規三軸流變儀的根本缺點在于它只能對圓柱形狀巖土材料施加軸向應力、相同側向應力(圍壓)，因此只能反映巖土試樣在軸對稱應力狀態下的強度和變形規律，并不能代表巖土材料實際所受到的一般的應力狀態。真三軸儀是一種真實模擬主應力狀態，且在任意應力路徑下測試巖土力學特性的試驗儀器。為了真實描述巖土材料的三維應力狀態，國內外己經研制了多種真三軸儀。雖然它們都能模擬巖土的三向受力狀態及進行復雜應力路徑的試驗，但它們存在著以下缺點：難以獲得全過程流變曲線，即無法獲得加速流變階段曲線。此外，未見到關于真三軸流變試驗裝置的公開專利。

發明內容

本發明需要解決的技術問題就在于克服現有技術的缺陷，提供一種評價巖土材料真三軸流變試驗系統。

本發明專利的目的在于對巖土材料在長期三維應力狀態下的流變-強度特性，第二主應力(中間主應力)對于巖土材料流變-強度特性的影響。實現實際工程中復雜條件下三個方向分別重力加載，三個方向獨立量測變形的模擬手段，能夠測試復雜應力條件下巖土的力性狀反應。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

所述的三向應力加載通過儲液罐(7)里的水或其它液體經過往復式泵(30)、四位六通電磁閥(24)、注液管(6)分別注入最小主應力前加載砝碼(1)、中間主應力左加載砝碼(4)、最大主應力右加載砝碼(17)、最大主應力左加載砝碼(11)、再經過一級加載杠桿(5)、球形鉸鏈支座(2)、載荷緩沖裝置(3)、二級加載杠桿(8)擴力后，分別作用于最小主應力前加載塊(9)、中間主應力左加載塊(10)、最大主應力加載塊(12)最終施加在試件(28)上。

所述的真三軸流變試驗系統，其特征在于：所述的控制系統通過三位四通電磁閥(23)控制往復式泵(30)從而調節最小主應力前加載砝碼(1)、中間主應力左加載砝碼(4)、最大主應力左加載砝碼(11)、最大主應力右加載砝碼(17)中注入液體的重量，從而為真三軸儀提供了三向加載的重力源。安裝在真三軸儀上的載荷測量儀(21)、應變測量儀(22)、通過數據采集儀(31)輸入計算機(24)，反饋檢測元件將檢測到的應變、應力和液體注入重量信號反饋回控制系統，可以獨立地在三個方向上分別進行應力、應變的閉環數字伺服控制。

中間主應力左加載塊(10)、最大主應力加載塊(12)、最小主應力前加載塊(9)、最小主應力后加載塊(18)、中間主應力右加載塊(19與橡膠塊(32)粘合在一起，從而加載端摩擦系數小至0.03以下時，最大減小端部摩擦效應的影響。

本發明的有益效果：實現了軸向重力加載、側向雙軸重力加載的三向加載方式；軸向、側向采用外包柔性復合材料鋼塊壓塊施加杠桿重力載荷；獨立施加三向恒定主應力的自動控制系統。真正實現了三向獨立加載、互不干擾。采用液體砝碼精細加載、反饋檢測元件以及四位六通電磁閥獲得全過程載荷流變曲線，提高了巖土力學性質測試技術水平。

附圖說明

圖1是本發明真三軸流變試驗系統結構示意圖。

圖1中真三軸流變試驗系統由最小主應力前加載砝碼(1)、球形鉸鏈支座(2)、載荷緩沖裝置(3)、中間主應力加載砝碼(4)、一級加載杠桿(5)、注液管(6)、儲液罐(7)、二級加載杠桿(8)、最小主應力加載塊(9)、中間主應力左加載塊(10)、最大主應力左加載砝碼(11)、最大主應力加載塊(12)、承載框架(13)、輪盤軸(14)、傳力軸(15)、輪盤(16)、最大主應力右加載砝碼(17)、最小主應力承壓板(18)、中間主應力右承壓板(19)、機座(20)、載荷測量儀(21)、應變測量儀(22)、三位四通電磁閥(23)、計算機(24)組成。

圖2是本發明真三軸流變試驗裝置側視圖。

圖2中球形鉸鏈支座(25)、應變傳感器(26)、載荷傳感器(27)。

圖3是本發明三軸壓力室A-A剖面圖。

圖3中試件(28)、橡膠塊(32)。

圖4是本發明的控制系統原理圖。

圖4中包括分流器(29)、數據采集儀(31)、往復式泵(30)。

具體實施方式

本發明結合附圖詳細說明如下：