[實用新型]一種三軸壓縮實驗裝置

有效

• 申請號: 201621223663.0
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN206161435U
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 李輝;張佳;姜雄基;李超;閆野;李坤;李福林;潘永超;王文野;任龍;蘇麗榮
• 申請（專利權）人: 遼寧鐵道職業技術學院
• 主分類號: G01N3/10
• 分類號: G01N3/10
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙)61223
• 代理人: 潘宏偉

技術領域

本實用新型涉及土體變形、強度特性測試儀器領域，特別涉及一種三軸壓縮實驗裝置。

背景技術

三軸實驗儀是用于測試土體變形、強度特性的土工試驗儀器，三軸壓縮試驗是測定土抗剪強度的一種方法。三軸壓縮儀由壓力室、軸向加荷系統、施加周圍壓力系統、孔隙水壓力量測系統等組成。其基本工作原理為：壓力室內通過試樣帽固定有試樣，通過向壓力室內加入液體(主要為水)圍壓來模擬土體受到的圍壓荷載，試樣帽上端固定連接有加載活塞桿，加載活塞桿穿出壓力室頂板并與壓力室頂板滑動配合相連接，加載活塞桿的頂部設有拉壓傳感器，通過軸向加荷系統模擬豎向荷載向拉壓傳感器施加沿加載活塞桿方向的壓力進行土體的抗剪強度測試。試驗中通過傳感器和壓力表記錄各向壓力大小，通過不斷加壓，最終將土體壓壞，通過計算最終測得土體的抗剪強度。

實驗中，由于試樣帽與加載活塞桿是固定的剛性連接方式(一般采用螺紋連接)，因此當向試樣傳遞加載力的時候比較直接，容易造成試樣在瞬間受到較大壓力，這與自然界中土體受力一般比較持續、緩慢的情況不太相符；此外也容易因軸向加荷系統及加載活塞桿的擾動造成試樣內部出現實驗中不應出現的非縱向震動受力；另外，由于加載活塞桿具有一定的橫截面積，因此要確定出實驗初始狀態時試樣帽加載在試樣上端面上的壓強是否與試樣的圍壓一致，也需要通過必要的計算來確定，對實驗人員造成了不便。

上述缺點必然會造成土體試樣受力情況與土體實際受力情況之間的偏差，如何盡量縮小二者之間的偏差，是工程技術人員需要研究的一個問題；另外傳統的三軸實驗儀也難以精確的測量出土體試樣被壓縮的精確尺寸，即便可以精確測量也需要相對復雜的結構來實現。

實用新型內容

本實用新型的目的是克服上述現有技術中存在的問題，提供一種三軸壓縮實驗裝置，達到盡量減小土體試樣在實驗中的受力情況與實際受力情況之間的偏差，以及通過相對簡單的結構實現測量土體試樣被壓縮的精確尺寸。

本實用新型的技術方案是：一種三軸壓縮實驗裝置，包括壓力室，所述壓力室包括筒狀的側壁，側壁的上端以及下端分別連接有壓力室頂板以及壓力室底板，所述側壁、壓力室頂板以及壓力室底板圍成封閉的壓力室內部空間；所述壓力室內位于壓力室底板上端面固定有用于連接試樣下端的下試樣帽，壓力室頂板的下方還設有用于連接試樣上端的上試樣帽，所述上試樣帽與向試樣縱向施加壓力的施力機構相連接，所述施力機構包括下端固定于上試樣帽上端面的豎直設置的筒狀的液壓缸，所述液壓缸穿出壓力室頂板中部開設的通孔，且液壓缸的外側面與通孔內壁之間滑動密封連接；所述液壓缸內設有活塞，液壓缸內位于活塞與上試樣帽之間填充有液壓油；所述活塞的上端面連接有位于豎直方向的加載活塞桿，加載活塞桿上端與向加載活塞桿縱向施加壓力的推進機構相連接；所述液壓缸內位于上試樣帽的上端面處設有用于測量該處液壓油壓強的第一壓力傳感器。

較佳地，所述推進機構包括豎直設置的推桿，所述推桿的下端與加載活塞桿的上端固定，其中推桿的軸線與加載活塞桿的軸線相重合；所述推桿的上半部分設有外螺紋，下半部分上沿其縱向設有第一長度刻度；所述推桿上套設有轉筒，其中轉筒內表面設有與推桿上的外螺紋相匹配的內螺紋，推桿與轉筒之間螺紋連接；所述轉筒的上端頭與固定架的上端相鉸接，轉筒通過鉸接點可繞其軸線轉動；所述轉筒的下端口上沿其周向設有第二長度刻度；所述推桿的下端與橫向桿的左端固定，橫向桿的右端頭與固定架的縱向所開設的滑槽滑動連接；所述轉筒上還設有用于轉動轉筒的手握把柄。

較佳地，所述固定架的下端固定于壓力室頂板上。

較佳地，所述推桿的下端與加載活塞桿的上端之間通過拉壓傳感器固定連接。

較佳地，所述加載活塞桿上套設有導向筒，所述導向筒固定于支架上，所述支架固定于壓力室頂板上。

較佳地，所述壓力室內部空間設有第二壓力傳感器。