[發明專利]一種三向獨立加載的新型混合邊界真三軸儀

有效

• 申請號: 202011281154.4
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112432850B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 朱俊高;潘蕾;朱材峰;王龍;包夢蝶
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/02
• 代理公司: 南京燦爛知識產權代理有限公司 32356
• 代理人: 吳亞

1.一種三向獨立加載的新型混合邊界真三軸儀，其特征在于，包括設置在試樣大主應力σ₁方向的半剛性加載系統（1），設置在試樣中主應力σ₂方向的混合型加載系統（2）和設置在小主應力σ₃方向的柔性加載系統（3）；

所述半剛性加載系統（1）包括上加載系統（105）和下支撐系統（106），所述上加載系統（105）包括第一活塞剛性加載板（101），所述第一活塞剛性加載板（101）內嵌有測力傳感器（104），所述測力傳感器（104）通過試樣帽（107）與半剛性透水板（102）相接觸；所述第一活塞剛性加載板（101）的下表面兩側設置有同步變形加載板（103），所述測力傳感器（104）與所述同步變形加載板（103）互相獨立；所述下支撐系統（106）包括剛性底座（108），所述剛性底座（108）沿中主應力方向的兩側設置有軸承底座（109）；所述下支撐系統（106）與所述試樣之間設置有所述半剛性透水板（102）；

所述混合型加載系統（2）包括第二活塞剛性加載板（201）和半剛性壓縮塊（202）；

所述柔性加載系統（3）包括壓力控制系統和柔性加載單元（302）；

所述半剛性壓縮塊（202）包括若干承載板（21），所述承載板（21）的加載端（22）設置有2個軸對稱的第一凹槽（23），所述第一凹槽（23）內安裝有與所述第二活塞剛性加載板（201）的加載面相接觸的滾軸（24）；

所述承載板（21）的試樣觸土端（25）設置有翼緣（26）；

所述承載板（21）內部開中心對稱的4個貫通的圓孔（27），所述圓孔（27）的上下兩端均設置有同心圓卡槽（28），所述同心圓卡槽（28）與所述圓孔（27）相連通；

全部所述承載板（21）相對應的所述圓孔（27）均由剛性桿（29）相連，所述剛性桿（29）的頂端設置有內螺紋，所述內螺紋頂端活動設置有螺絲（212）；所述剛性桿（29）的底端設置有外螺紋，所述外螺紋上螺紋連接有螺母（213）；

所述承載板（21）包括頂層承載板（214）、若干中間層承載板（215）和底層承載板（216），所述頂層承載板（214）的中部設置有第二凹槽（210），所述第二凹槽（210）內放置有若干鋼珠（211），所述鋼珠（211）的直徑大于所述第二凹槽（210）的深度，所述底層承載板（216）的底端與所述軸承底座（109）的頂面滾動式接觸；

所述同心圓卡槽（28）包括用于容納所述螺絲（212）的頂層同心圓卡槽和用于容納彈簧的若干中間層同心圓卡槽；所述頂層同心圓卡槽的深度大于所述螺絲（212）的高度；

所述柔性加載單元（302）包括水囊框（31），所述水囊框（31）包括通過螺栓相連的外鋼板（32）和內鋼框（33），所述外鋼板（32）和內鋼框（33）之間夾有水囊袋（34），所述水囊袋（34）正對所述外鋼板（32）的一側為敞口，所述外鋼板（32）中上部設置有排氣孔（35），所述外鋼板（32）的中心部位設置有貫通孔（313），密封法蘭座（36）與所述貫通孔（313）四周外緣的所述外鋼板（32）通過吊環螺絲（312）連接，位移測桿（37）的外端與位移傳感器相連，所述位移測桿（37）依次穿過所述密封法蘭座（36）、所述外鋼板（32）后與所述水囊袋（34）內側相接觸，所述外鋼板（32）上設置有水囊加壓注水孔（38）；所述外鋼板（32）上設置有與所述外鋼板（32）的頂端一體連接的連接板（39），所述連接板（39）的左右兩側均設置有連接槽（310），螺桿（311）穿過兩個所述連接板（39）相對應側的所述連接槽（310）后將兩個所述水囊框（31）固定；

所述水囊袋（34）在中主應力方向上的尺寸大于所述試樣在中主應力方向的尺寸；

所述排氣孔（35）上可拆卸連接有堵頭螺絲；

所述密封法蘭座（36）與所述外鋼板（32）之間設置由密封圈連接，所述位移測桿（37）與所述水囊袋（34）接觸一端為光圓的平底狀，所述位移測桿（37）與所述位移傳感器連接端設置有一縱向的貫通圓孔（371），彈簧件穿過所述貫通圓孔（371）后，兩端分別與所述吊環螺絲（312）上的吊環相連。