[實用新型]一種低圍壓三軸剪切試驗柔性壓力室

有效

• 申請號: 201320804893.6
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN203616199U
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 孟飛;張家生;鄧國棟;石熊;劉會穎;張標;成浩
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

技術領域

本實用新型屬于土工試驗技術領域，具體涉及一種適用于三軸剪切試驗的低圍壓柔性壓力室。

背景技術

三軸剪切試驗是一種重要的土工試驗技術，能夠合理的反映土體的受力特點，準確的獲得土體力學參數，隨著技術的進步及設計要求的提高，三軸剪切試驗正逐步取代直剪試驗成為巖土體參數獲取的主要手段。目前常見的用于粗顆粒土的大型三軸剪切試驗機，其壓力室一般由金屬制成，由于密封性的嚴格要求，導致其加工困難，工序復雜，造價較高，并且金屬壓力室的重量、體積較大，試驗過程中要求有起重設備，不利于試驗人員操作。金屬壓力室的優點在于能夠承受較大的壓力，但是在普通的路基工程、房建工程中，三軸剪切試驗所需的圍壓往往在800kPa以下，金屬壓力室承壓能力大的特點也難以得到體現。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種低圍壓三軸剪切試驗柔性壓力室，用以解決現有三軸剪切試驗機的金屬壓力室存在的上述缺陷，有效降低儀器造價，減少實驗過程中的人工及機械成本，大幅提高試驗效率。

本實用新型采用如下技術方案實現：一種低圍壓三軸剪切試驗柔性壓力室，所述壓力室為柔性的內壁和外壁套裝而成的環形內腔，其中所述內壁6包裹三軸剪切機的試樣帽1和底座5之間設置的試件，所述外壁7的外側套裝有加強格柵8，內壁6和外壁7兩端分別與所述試樣帽1和底座5通過密封套件9實現密封連接，所述壓力室與圍壓加載孔4連通。

進一步的，所述試樣帽1和底座5上均設有圓形臺階，所述內壁6和外壁7的兩端分別密封套裝在所述圓形臺階的外徑上。

其中，所述密封套件9包括皮筋和通過螺栓調節內徑大小的鐵箍。

在本實用新型中，所述內壁6和外壁7為4-6mm厚的橡膠膜。

本實用新型通過橡膠膜的內壁和外壁結合改進結構的試樣帽和底座形成密封的環形壓力室，并將試驗過程中向壓力室加載的圍壓壓力傳遞至加強格柵，達到與金屬壓力室一致的效果。

本實用新型的有益效果是：適用于400kPa圍壓以下的三軸試驗，可不考慮壓力室與試樣帽以及試樣底座間的密封，因此加工簡單，造價低廉，受力清晰，可大幅提高試驗效率，降低成本，并且比傳統的金屬壓力室結構輕，試驗操作方便。

以下結合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步說明。

附圖說明

圖1為本實用新型涉及的柔性壓力室應用在三軸試驗機上的內部結構示意圖。

圖2為本實用新型涉及的柔性壓力室應用在三軸試驗機上的外部示意圖。

圖中標號：1-試樣帽，2-軸向加載桿，3-試樣，4-圍壓加載孔，5-底座，6-內壁，7-外壁，8-加強格柵，9-密封套件。

具體實施方式

實施例

參見圖1和圖2，在三軸剪切試驗機中，試樣3是將試驗土樣擊實填裝在試樣帽1和底座5之間，壓力室包裹環繞在試樣周邊并通入水或氮氣形成圍壓，試樣帽1上端連接軸向加載桿2施加軸向壓力。本圖示中，壓力室為柔性的內壁和外壁套裝而成的環形內腔，其中內壁6包裹三軸剪切機的試樣帽1和底座5之間的試件，為避免橡皮膜在圍壓作用下發生較大的變形，在外壁外側套裝一層柔性的加強格柵8，承受徑向荷載，并在外壁7上設有圍壓加載孔4與壓力室內腔連通，試驗時通過圍壓加載孔4向壓力室內通入水或氮氣對試樣施加徑向壓力，然后通過軸向加載桿2向試樣施加向下的軸向負載，直至試樣剪切破壞。

在試樣帽1和底座5上均設有圓形臺階，內壁6和外壁7的兩端分別通過密封套件9密封套裝在圓形臺階的外徑上，密封套件9包括皮筋和通過螺栓調節內徑大小的鐵箍，連接時先用皮筋將內壁或外壁固定在對應的臺階外壁上，在通過鐵箍緊固，內壁6和外壁7為厚度4mm的橡膠膜，可以適應400kPa圍壓以下的三軸試驗。由于內壁和外壁采用橡膠膜，在緊固后無需考慮內壁/外壁分別與試樣帽和底座之間的密封問題。

以上僅為本實用新型的優選實施例而已，并不以任何方式限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。