[發明專利]一種靜載下高頻循環荷載同步加載的三軸儀

在審

• 申請號: 202010005429.5
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111122350A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 周順華;郭培軍;代寧;王炳龍;陜耀;狄宏規;付龍龍;葉偉濤
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/38;G01N3/02
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

1.一種靜載下高頻循環荷載同步加載的三軸儀，其主體結構包括三軸儀底座(1)、設置在三軸儀底座(1)上的壓力室底座(3)和反力架立桿(29)、密封固定在壓力室底座(3)上的壓力室(27)、放置在壓力室底座(3)上的試樣(8)、通過反力架立桿(29)可調節的固定在壓力室(27)上方的反力架(21)以及上下兩端分別與反力架(21)底面和試樣(8)頂面固定的加載桿(12)，其特征在于，該三軸儀還包括靜力加載系統、高頻循環荷載加載系統、圍壓加載系統、反壓加載系統、用以實現控制加載的計算機(15)以及用以實現加速度測量、變形測量和荷載測量的采集系統。

2.根據權利要求1所述的一種靜載下高頻循環荷載同步加載的三軸儀，其特征在于，所述的靜力加載系統包括設置在三軸儀底座(1)與壓力室底座(3)之間并且通過步進電機控制的升降臺(2)，用以實現軸向壓縮剪切試樣(8)。

3.根據權利要求2所述的一種靜載下高頻循環荷載同步加載的三軸儀，其特征在于，所述的高頻循環荷載加載系統包括通過螺栓固定在加載桿(12)上部的音圈電機(18)，所述的音圈電機(18)用以產生高頻振動并通過加載桿(12)傳遞給試樣(8)以實現高頻循環荷載加載。

4.根據權利要求3所述的一種靜載下高頻循環荷載同步加載的三軸儀，其特征在于，所述的圍壓加載組件包括圍壓控制器(4)，所述的圍壓控制器(4)通過管道連接壓力室底座(3)上的圍壓閥(30)，用以控制試樣(8)的圍壓水平。

5.根據權利要求4所述的一種靜載下高頻循環荷載同步加載的三軸儀，其特征在于，所述的反壓加載組件包括反壓控制器(5)，所述的反壓控制器(5)通過管道連接壓力室底座(3)上的反壓閥(6)，用以控制試樣(8)的反壓水平，同時使試樣(8)達到飽和狀態。

6.根據權利要求5所述的一種靜載下高頻循環荷載同步加載的三軸儀，其特征在于，所述的計算機(15)分別與升降臺(2)的步進電機、圍壓控制器(4)、反壓控制器(5)、圍壓閥(30)、反壓閥(6)以及設置在壓力室底座(3)上的孔壓測量通道(33)上的孔壓閥(7)連接，并且通過音圈電機驅動器(19)控制音圈電機(18)。

7.根據權利要求6所述的一種靜載下高頻循環荷載同步加載的三軸儀，其特征在于，所述的采集系統包括與計算機(15)連接的高頻采集儀(14)以及分別與高頻采集儀(14)連接的孔壓傳感器(10)、加速度傳感器(17)、高頻荷載傳感器(22)和位移傳感器(24)。

8.根據權利要求7所述的一種靜載下高頻循環荷載同步加載的三軸儀，其特征在于，所述的孔壓傳感器(10)連接在壓力室底座(3)的孔壓閥(7)上，用以測量試樣的孔壓，所述的加速度傳感器(17)通過加速度傳感器固定架(25)固定在加載桿(12)上，用以測量實際傳到試樣(8)上的振動加速度，所述的高頻荷載傳感器(22)安裝在音圈電機(18)上方的反力架(21)上，用以測量試樣(8)的軸向應力，所述的位移傳感器(24)采用LVDT位移傳感器，并且通過位移傳感器固定架(23)固定在反力架立桿(29)上，用于測量振動位移量，該振動位移量與升降臺(2)的位移量疊加即得試樣(8)的實時軸向變形量。

9.根據權利要求1所述的一種靜載下高頻循環荷載同步加載的三軸儀，其特征在于，所述的試樣(8)頂面和底面均設有透水石(28)，在試樣(8)表面包覆橡皮膜(9)，并且加載桿(12)下端通過試樣帽(11)與頂面的透水石(28)連接。

10.根據權利要求1所述的一種靜載下高頻循環荷載同步加載的三軸儀，其特征在于，所述的反力架(21)兩端通過高度調節螺母(20)在反力架立桿(29)上調節高度。