[發(fā)明專利]一種動三軸儀的軸向水下測力系統(tǒng)裝置

有效

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• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112213186B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟凡麗;陳俞超;蔣正淳;李明;車良鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/04
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵

1.一種動三軸儀的軸向水下測力系統(tǒng)裝置，其特征在于，包括：

機架，包括支撐座和龍門架，所述龍門架的底部安裝于支撐座上，并且所述龍門架的上部橫梁上設(shè)有通孔，用于安裝提升機構(gòu)；

軸向加載機構(gòu)，設(shè)置于龍門架橫梁與支撐座之間，包括軸向加載桿組件、壓力室以及試樣加載裝置，所述軸向加載桿組件的下端部插入壓力室的密封內(nèi)腔后固裝試樣加載裝置；壓力室設(shè)置于軸向加載桿組件下方的機架上，其頂部與提升機構(gòu)的升降端相連，壓力室底部設(shè)有通水口，用于向壓力室內(nèi)注水；所述試樣加載裝置包括試樣夾緊部以及軸向作動器，所述試樣夾緊部設(shè)置于壓力室內(nèi)，并與軸向加載桿組件同軸，試樣夾緊部的底部從壓力室的底部穿出后連接軸向作動器，用于調(diào)整試樣夾緊部對試樣的夾緊度；

壓力室提升機構(gòu)，設(shè)置于機架的頂部，包括升降氣缸和升降桿，所述升降氣缸的底部固設(shè)于龍門架橫梁上，并保持升降氣缸的升降端沿軸向加載機構(gòu)軸向升降；所述升降桿的頂部與升降氣缸的升降端相連，底部從橫梁的通孔穿出后與壓力室的頂部固連，用于帶動壓力室沿軸向加載桿組件的軸向升降；

以及數(shù)據(jù)采集機構(gòu)，包括頂部荷重傳感器、水下荷重傳感器、數(shù)據(jù)采集線以及控制器，所述頂部荷重傳感器設(shè)置于軸向加載桿組件的頂端與龍門架的橫梁之間，并且頂部荷重傳感器的數(shù)據(jù)傳輸端口通過數(shù)據(jù)采集線與控制器的信號輸入端相連接，用于采集軸向加載桿組件頂端對橫梁的載荷傳輸至控制器；所述水下荷重傳感器設(shè)置于壓力室內(nèi)，其頂部與伸入壓力室內(nèi)腔的軸向加載桿組件的下端相連，底部與試樣夾緊部的頂端相連，其信號輸出端通過數(shù)據(jù)采集線與控制器的信號輸入端相連接，用于將采集的載荷數(shù)據(jù)傳輸至控制器；

所述水下荷重傳感器為碟形構(gòu)件，其上、下頂面為平面，上頂面分布著8個等間距的圓孔，傳感器下方還延伸一段內(nèi)部留有孔道的等直徑圓柱體形的構(gòu)件，作為試件的加壓上帽；上頂面直徑＞下頂面直徑＞延伸圓柱體構(gòu)件直徑。

2.如權(quán)利要求1所述的一種動三軸儀的軸向水下測力系統(tǒng)裝置，其特征在于：所述軸向加載桿組件包括連接桿和加載桿，所述連接桿的頂端與頂部荷重傳感器底部相連；所述加載桿與連接桿同軸，其頂端與連接桿的底端固連，下端從壓力室頂部插入其內(nèi)腔，并在末端固設(shè)水下荷重傳感器。

3.如權(quán)利要求2所述的一種動三軸儀的軸向水下測力系統(tǒng)裝置，其特征在于：所述連接桿的側(cè)面沿徑向設(shè)有孔道，用于作為數(shù)據(jù)采集線的外引通道；所述加載桿沿長度方向設(shè)有供數(shù)據(jù)采集線貫穿的通道，使得數(shù)據(jù)采集線的上端從加載桿的通道穿出后從連接桿提的外引通道引出壓力室。

4.如權(quán)利要求3所述的一種動三軸儀的軸向水下測力系統(tǒng)裝置，其特征在于：所述壓力室包括壓力室罩和壓力室底座，所述壓力室罩密封拆卸式安裝于壓力室底座上，其頂蓋與壓力室提升機構(gòu)的升降桿下端固連，頂蓋中心處設(shè)有可供加載桿密封插入的上安裝孔；壓力室底座密封設(shè)置于壓力室罩的底部，二者密封圍成一試驗空腔；壓力室底座的側(cè)面設(shè)有可與試驗空腔連通的通水口，底部中心處設(shè)有可供試樣夾緊部底部插入的下安裝通孔。

5.如權(quán)利要求4所述的一種動三軸儀的軸向水下測力系統(tǒng)裝置，其特征在于：所述試樣夾緊部包括上部加壓帽和下部加壓帽，所述上部加壓帽固設(shè)于水下荷重傳感器底部，所述上部加壓帽的側(cè)面設(shè)有上排水管，其中上排水管的一端與壓力室的密封內(nèi)腔連通，另一端延伸至上部加壓帽的下端面，用于固結(jié)排水或向試件上部加反壓；所述下部加壓帽的下端從壓力室底座的下安裝孔穿出，二者密封滑動配合，上端與上部加壓帽的底端之間留有用于夾持試樣的夾持區(qū)；所述下部加壓帽的側(cè)面設(shè)有下排水管，下排水管的一端與壓力室的密封內(nèi)腔相連通，另一端延伸至下部加壓帽的上端面，用于試樣的下排水以測量試樣的孔隙水壓力；所述上部加壓帽的下端面和所述下部加壓帽的上端面各配裝一塊透水石，用于放置在試樣的上、下端面上。

6.如權(quán)利要求5所述的一種動三軸儀的軸向水下測力系統(tǒng)裝置，其特征在于：所述上部加壓帽、所述下部加壓帽、所述連接桿以及所述加載桿均同軸。

7.如權(quán)利要求3所述的一種動三軸儀的軸向水下測力系統(tǒng)裝置，其特征在于：所述連接桿和所述加載桿密封螺接，并通過栓釘固連在一起。

8.如權(quán)利要求7所述的一種動三軸儀的軸向水下測力系統(tǒng)裝置，其特征在于：所述加載桿的下端與上部加壓帽的頂端密封螺接。