[發明專利]可旋轉巖土試驗機

無效

• 申請號: 201110362177.2
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN102494951A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 周明連;何忠良;劉庭偉;武璐;梁彤芬
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種巖土試驗機設備，屬于實驗裝置技術領域，特別涉及一種利用CT掃描技術對巖土的力學性能及變形過程進行測試的巖土試驗機。

背景技術

巖土試驗機是為研究巖土的應力、應變關系的一種基礎科學試驗儀器，由軸壓系統、圍壓系統和溫度控制系統組成，工作原理是通過軸壓系統對試樣施加軸向試樣力，通過壓力室對試樣施加圍壓，同時通過溫度控制系統使試樣的上、下端面、試樣中部分別處在不同的溫度環境下，從而模擬試樣在不同溫度下的多種實際工況。但是傳統的巖土試驗機難以觀測到材料的內部結構因而更無法測得巖體內部不同性質材料的真實幾何分布情況。隨著計算機技術的不斷完善和發展，CT識別技術被應用到巖土試驗中來。為了在試驗過程中對巖土試樣各個縱向截面的變形情況進行動態觀測，就要解決巖土試樣與CT掃描儀的相對轉動問題。

中國科學院蘭州冰川凍土研究所曾采用CT測試技術開展過巖土三軸試驗。他們采用的是將應變式三軸壓力室直接放到CT機中進行掃描，這種CT掃描方法只適合于壓力室軸向壓力和周圍壓力較低的場合，對大型巖土試驗機不適用。

發明專利申請號200620096213.X公開了一種全方位掃描巖土CT三軸儀，它是一種全非金屬制作的三軸儀，不但能進行橫向斷面的掃描，而且能進行縱向(軸向)斷面的掃描。但也只適用于軸壓和圍壓較小的場合，對大型巖土試驗機不適用。大型巖土試驗機的軸壓、圍壓較大，須使用金屬制作試樣筒，這樣必須相應的使用高能CT機。由于大型巖土試驗機體積較大，不能直接放入高能CT機中掃描，所以須將試驗機的試樣筒部分設計為可旋轉部件。

發明內容

本發明旨在解決的技術問題是巖土試樣軸向加載過程中的旋轉問題。

本發明的技術方案如下：

一種可旋轉巖土試驗機，可旋轉巖土試驗機包括：安裝在底座內部空腔中心的液壓缸、液壓加載系統、試樣筒、上頂板；四根立柱的下端固接在底座四角的四個立柱孔內，下頂板活動套接在四根立柱的下部，可以沿著四個立柱在豎直方向滑動，四根立柱的上部固定套接在上頂板四角的四個立柱孔內。

在試樣筒下部的筒內依次放置筒內下柱塞、下墊片、巖土試樣、上墊片，將筒內上柱塞從試樣筒上端的孔放入試樣筒，其下端面與上墊片接觸，筒內上柱塞的外圓面與試樣筒上端的孔配合，其間設橡膠密封圈，筒內下柱塞的外圓面與試樣筒的內壁之間設橡膠密封圈。

下推力調心滾子軸承的外圈安裝在下頂板中心設置的軸承座孔內；筒下底座的短軸端安裝在下推力調心滾子軸承的內圈中。

筒下底座上面中心處的方形定位槽與試樣筒下端的方形法蘭間隙配合。

上頂板的上表面和下表面上分別安裝調心球軸承和上推力調心滾子軸承；主軸為一臺階軸，第一臺階軸的一段與調心球軸承配合，第二臺階軸與上推力調心滾子軸承配合。

在第三臺階軸下表面上對稱安裝左側板和右側板，二者與試樣筒上端方形法蘭相對的兩個側面間隙配合。

套筒套在主軸的第一臺階軸上，與調心球軸承內圈接觸。

第一臺階軸的軸端通過鍵與大齒輪連接，大齒輪的下端面壓住套筒。

第一臺階軸的端面上通過螺釘安裝主軸端擋板。

主軸與筒內上柱塞、巖土試樣、筒內下柱塞同軸。

下滾珠軸承安裝在上頂板上，調心球軸承軸承座孔的右邊的軸承座孔內；小齒輪軸的一端與下滾珠軸承配合。

在上端蓋上設一臺階孔，其上安裝上滾珠軸承，將上端蓋通過螺栓與上頂板固定，并使小齒輪軸的另一端與上滾珠軸承配合，大齒輪與小齒輪軸嚙合。

電機的軸接減速箱的輸入軸，減速箱固定在電機支架上，電機支架固定在上端蓋上；小齒輪軸通過聯軸器與減速箱的輸出軸連接。

所述的筒內下柱塞的上端面的中心處，設一錐形凹槽；所述的下墊片的中心處設一圓錐凸起，下墊片的圓錐凸起與筒內下柱塞的錐形凹槽配合；所述的筒內上柱塞的下端面的中心處，設一錐形凹槽；所述的上墊片的中心處設一圓錐凸起，上墊片的圓錐凸起與筒內上柱塞的錐形凹槽配合。

所述的試樣筒為一臺階孔，大小孔端的法蘭均為相同的正方形，其中部徑向截面為一圓環

所述的左側板和右側板為一直角形，并設三根加強筋。

所述的筒下底座的一面為一短軸，另一面為一方形凹槽。

本發明與現有技術相比，具有以下的效果：