[發明專利]一種適用于測試土體在水循環滲透作用下力學特性的三軸裝置及使用方法

在審

• 申請號: 201910764217.2
• 申請日: 2019-08-19
• 公開（公告）號: CN110514533A
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 王哲;方笛竹;許四法;倪達;王啟湘;魏偉偉;張騰遙;陳景榜;鄭文豪;金磊;陸柯穎;趙偉陽
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24
• 代理公司: 33201 杭州天正專利事務所有限公司
• 代理人: 黃美娟;王兵<國際申請>=<國際公布>=

本發明公開了一種適用于測試土體在水循環滲透作用下力學特性的三軸裝置及使用方法，所述的裝置包括三軸壓力室、上部橫梁、水平儀、底座、底部控制器及螺紋支撐桿；所述的上部橫梁上設有水平儀，所述的上部橫梁通過螺紋支撐桿與底部控制器固定連接；所述的上部橫梁可根據水平儀通過調節螺紋支撐桿來控制平衡與接觸；所述的底部控制器上設有底座，所述的底部控制器可控制底座的升降；所述的三軸壓力室包括測試系統和土樣的水循環系統；所述的三軸壓力室整體呈啟氣密閉，所述的裝置可以對待測土樣進行水循環，然后測定水循環之后土樣的力學性能。本發明結構簡單、操作方便，試驗結果真實可靠。

技術領域

本發明屬于巖土工程土壤性質測試裝置領域，具體涉及一種適用于測試土體在水循環滲透作用下力學特性的改進三軸裝置。

背景技術

海砂因受到海浪拍打和回退作用，造成土體內顆粒遷移，導致土體內部結構發生改變，從而影響土體的力學性能。而這樣的侵蝕作用會造成一些地質災害，如滑坡，天坑。因此對于在海工建筑物而言，研究土壤在水循環滲透作用下的侵蝕作用顯得尤為重要。

三軸裝置是目前巖土工程界測量各類土力學剪切性質的主流裝置。而現有的三軸裝置不適用于模擬水循環作用，且不能將土樣受到水循環滲透作用和測量土樣的力學性質整合起來。那么亟需一種改進的三軸裝置來測試水循環作用對不同級配的天然砂的強度和變形特性的影響。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種適用于測試土體在水循環滲透作用下力學特性的改進三軸裝置，以解決上述技術問題。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種適用于測試土體在水循環滲透作用下力學特性的三軸裝置，包括三軸壓力室、上部橫梁、水平儀、底座、底部控制器及螺紋支撐桿；所述的上部橫梁上設有水平儀，所述的上部橫梁通過螺紋支撐桿與底部控制器固定連接；所述的上部橫梁可根據水平儀通過調節螺紋支撐桿來控制平衡與接觸；所述的底部控制器上設有底座，所述的底部控制器可控制底座的升降；所述的三軸壓力室由兩端開口內部中空的壓力室外筒、壓力室底板和壓力室頂蓋構成，所述的壓力室頂蓋上設有排氣口一，所述的壓力室底板上設有進液口一；所述的三軸壓力室內對稱布置有上試樣帽和下試樣帽，所述的上試樣帽和下試樣帽之間構成待測土樣的容置空間；所述的上試樣帽上設有進水口一和流通通道一，所述的下試樣帽上設有進水口二和流通通道二，所述的上試樣帽和下試樣帽相對的端面分別設有噴孔一和噴孔二；所述的噴孔一通過流通通道一與進水口一連通，所述的進水口一通過外接上水管與上水箱連通，所述的上水箱底部設有出液口二，頂部設有排氣口二；所述的噴孔二通過流通通道二與進水口二連通，所述的進水口二通過外接下水管與下水箱連通，所述的下水管與所述的下水箱之間依次設有流量閥門、抽水泵及流量計，所述的下水箱上設有進液口三和排氣口三，所述的排氣口三外接抽氣泵；所述的上試樣管上設有試樣蓋，所述的上部橫梁和所述的上試樣管之間設有壓力傳感器，所述的壓力傳感器貫穿所述的壓力室頂蓋和試樣蓋與所述的上試樣帽接觸；所述的上部橫梁與所述的壓力傳感器之間設有位移傳感器，所述的位移傳感器一端固定在所述的上部橫梁上，另一端與所述的壓力傳感器固接；所述的三軸壓力室整體呈啟氣密閉。

進一步，所述的上部橫梁底部自上而下依次固定有墊塊和頂珠，所述的壓力傳感器與所述的頂珠對中接觸。

進一步，所述的上試樣帽與所述的待測土樣之間設有濾網一，所述的下試樣帽與所述的待測土樣之間設有濾網二，所述的濾網一和濾網二的孔徑小于待測土樣的直徑。

本發明還提供了一種適用于測試土體在水循環滲透作用下力學特性的三軸裝置的使用方法，具體步驟如下：

S1：在所述的三軸壓力室中自下而上依次布置有濾網二、下試樣帽、用橡膠膜包裹的待測土樣、濾網一及上試樣帽，并保證所述上試樣帽的噴孔一與所述下試樣帽的噴孔二相對，且通過橡膠膜將上試樣膜及下試樣膜構成的整體密封，綁好牛筋；然后安裝好整個三軸裝置，確保三軸壓力室整體呈氣密閉，并通過水平儀進行調平；