[發(fā)明專利]一種平面應變三軸流變儀的側向變形量測量裝置

有效

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• 申請日: 2013-06-17
• 公開（公告）號: CN103353421A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設計）人: 李國維;周洋;賀冠軍;阮玉勝;秦建香
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N3/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 劉燕嬌

技術領域

本發(fā)明涉及巖土工程測試設備技術，具體是一種水囊加壓的平面應變三軸儀的側向變形量測量裝置。

背景技術

圖1為平面應變三軸試驗的試樣，長寬高為100mm、50mm、100mm。如圖2所示，平面應變三軸儀的試樣盒由6塊鋁合金板構成，上下為2塊軸向加壓剛性板12；水平方向左右2塊為剛性限位板11，可以量測壓力；水平方向前后通過加壓剛性板14施加壓力，不同種類的儀器，加壓方法不同。試驗過程中，在高度方向、寬度方向有變形；在長度方向受到剛性板限制，無變形。

為此，技術人員開發(fā)了一種水囊加側向壓力的平面應變儀，采用內置水囊的剛性板加壓。其具有結構簡單、使用方便的優(yōu)點，在業(yè)內廣為應用。處理數(shù)據時，用試樣排水體積代替試樣體積壓縮量，進而計算出體積應變；側向應變由體積應變減去軸向應變得到。

但是，上述方法存在以下不足：該方法只有在試樣完全飽和時才能使用；軸向變形的測量誤差會傳遞到側向變形；當試樣有不正常水分丟失時，這種方法測得的體積變形偏小；試驗過程不能直接觀察側向變形的發(fā)展過程。

發(fā)明內容

發(fā)明目的：本發(fā)明要一種平面應變三軸流變儀的側向變形量測量裝置，以解決上述問題。

技術方案：一種平面應變三軸流變儀的側向變形量測量裝置，包括剛性板、彈性水囊、活塞桿和密封組件，多塊剛性板組成一具有容置空間的試樣盒，其中前剛性板和后剛性板各自設有水囊容置部、進出水口和活塞桿通孔，活塞桿依次穿過彈性水囊的內膜、外膜，以及活塞桿通孔，所述活塞桿與內膜、外膜連接處設置密封組件。

所述活塞桿的一端設有止擋密封部，當活塞桿穿過水囊時，所述止擋密封部位于內膜的外部；在內膜的另一側設置密封墊片和壓緊密封墊片的第一螺母。

本發(fā)明還包括與活塞桿通孔配合的空心連接器，所述活塞桿穿過空心連接器且用第二密封墊片和第二螺母將水囊的外膜壓緊于空心連接器表面。所述空心連接器的一側設有凹槽，所述凹槽內設置O型墊圈和密封墊，并用壓緊螺母壓緊。所述剛性板為鋁合金板。所述彈性水囊為橡皮膜。所述進出水口設置于水囊容置部的上部。

有益效果：本發(fā)明具有的優(yōu)點包括適用于非飽和土；側向變形數(shù)據與軸向變形數(shù)據相互獨立，便于從不同方向觀察試樣的變形規(guī)律；側向變形數(shù)據不受體積變形量測結果的影響，可以根據理論關系進行相互校對，便于對試驗數(shù)據歧義點的甄別；以及可以直接觀察試驗過程中試樣側向變形的發(fā)展過程。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有試驗試樣的示意圖；

圖2是現(xiàn)有試樣盒的結構示意圖；

圖3是本發(fā)明的結構示意圖；

圖4是本發(fā)明活塞桿與外膜的連接示意圖；

圖5是本發(fā)明活塞桿與內膜的連接示意圖；

圖6和圖7是本發(fā)明的運動過程圖。

具體實施方式

如圖3至圖5所示，本發(fā)明的平面應變三軸儀的試樣盒由六塊鋁合金板構成，上下為兩塊軸向加壓剛性板；水平方向四塊剛性板：左右兩塊為剛性限位板，可以量測壓力；前后為內置加壓水囊的內凹剛性板。水囊3由橡皮膜制成，水囊外輪廓和剛性板內凹槽吻合，外側橡皮膜受限。水囊上部有出入水口6，固定在內凹剛性板上，并安裝水閥以控制水進出。試驗時水閥打開，接通壓力源壓水入囊，水囊膨脹，施加壓力；試樣過程中，水囊壓力恒定，囊內水根據外力作用情況，自由出入；試驗結束時，壓力源減壓，囊內水回流，保留適當水量，關閉水閥。在水囊外膜中心開圓孔，圓孔內置同外徑空心連接器，用密封墊片及螺母連接橡皮膜和空心連接器。在水囊內膜中心開圓孔，套在同外徑帶帽活塞桿上，活塞桿直徑3mm，活塞桿帽直徑30mm，厚度0.8mm，用密封墊片及螺母密封活塞桿和橡皮膜。

在另一實施例中，本發(fā)明包括鋁合金板、橡皮膜3、活塞桿4和密封組件5，六塊剛性板組成一具有容置空間的試樣盒，其中前剛性板和后剛性板1各自設有水囊容置部2、設置于水囊容置部的上部的進出水口6、活塞桿通孔7、以及與活塞桿通孔配合的空心連接器51，活塞桿依次穿過彈性水囊3的內膜31、外膜32和活塞桿通孔7，活塞桿與內膜、外膜連接處設置密封組件5?；钊麠U的一端設有止擋密封部41，當活塞桿穿過水囊時，止擋密封部位于內膜的外部；在內膜的另一側設置密封墊片58和壓緊密封墊片的第一螺母57?；钊麠U4穿過空心連接器且用第二密封墊片56和第二螺母52將水囊的外膜壓緊于空心連接器表面?？招倪B接器的一側設有凹槽，凹槽內設置O型墊圈55和密封墊56，并用壓緊螺母53壓緊。