[發明專利]一種黃土應力路徑三軸試驗用設備及試驗方法

有效

• 申請號: 202011445859.5
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112683649B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 鄭文杰;王琳;薛中飛
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/04;G01N3/08;G01N3/24;G01N1/28
• 代理公司: 西安啟誠專利知識產權代理事務所(普通合伙) 61240
• 代理人: 馮亮

1.一種黃土應力路徑三軸試驗用設備，其特征在于，包括壓力室組件、壓力加載單元和數據采集單元；

所述壓力室組件包括壓力室和試樣組件，所述壓力室包括壓力室腔(13)、壓力室頂蓋(14)和壓力室底座(15)，所述壓力室頂蓋(14)設置于壓力室腔(13)上部，所述壓力室底座(15)設置于壓力室腔(13)下部，所述試樣組件設置于壓力室腔(13)內；

所述試樣組件包括試樣單元和包裹在所述試樣單元上的橡皮膜(118)，所述試樣單元包括由上到下依次設置的試樣頂蓋(111)、上透水石(112)、上濾紙(113)、試樣(114)、下濾紙(115)、下透水石(116)和試樣底座(117)；

所述壓力加載單元包括圍壓加載組件、反壓加載組件和軸壓加載組件；

所述圍壓加載組件包括圍壓管道(212)，所述圍壓管道(212)一端與壓力室腔(13)連通，所述圍壓管道(212)上連接有圍壓控制器(211)；

所述反壓加載組件包括反壓管道(221)，所述反壓管道(221)一端與上透水石(112)連通，所述反壓管道(221)上連接有反壓控制器(222)；

所述軸壓加載組件包括容水腔室(233)、軸桿(231)和設置于容水腔室(233)內且可沿容水腔室(233)內壁面軸向移動的塞件，所述容水腔室(233)設置于壓力室底座(15)下部且與壓力室底座(15)下表面固定連接，所述軸桿(231)上端垂直固定于試樣底座(117)下表面，所述軸桿(231)下端垂直固定于所述塞件上，所述塞件將容水腔室(233)分隔為有桿腔(235)和無桿腔(236)，所述無桿腔(236)底部連接有用于向無桿腔(236)中注水或從無桿腔(236)中吸水的輸水管道(234)，所述輸水管道(234)上連接有應變控制器(238)；

所述數據采集單元包括荷載傳感器(31)、孔壓管道(32)、孔壓傳感器(33)和位移傳感器(34)；所述荷載傳感器(31)安裝于壓力室頂蓋(14)上且穿入壓力室腔(13)內，所述試樣頂蓋(111)上正對荷載傳感器(31)端頭處開設有連接口；

所述孔壓管道(32)一端與下透水石(116)連通，所述孔壓傳感器(33)與孔壓管道(32)連接；

所述位移傳感器(34)垂直設置于容水腔室(233)側方，所述位移傳感器(34)上垂直連接有橫桿(341)，所述橫桿(341)遠離位移傳感器(34)的一端穿過所述容水腔室(233)側壁且伸入有桿腔(235)中，所述橫桿(341)位于所述有桿腔(235)內的部分垂直固定于軸桿(231)上。

2.根據權利要求1所述的一種黃土應力路徑三軸試驗用設備，其特征在于，所述壓力室腔(13)包括合圍形成空腔式結構的壓力室壁(12)，所述壓力室壁(12)的材質為有機玻璃。

3.根據權利要求1所述的一種黃土應力路徑三軸試驗用設備，其特征在于，所述橡皮膜(118)上端口高于試樣頂蓋(111)的側壁中部，所述橡皮膜(118)下端口低于試樣底座(117)的側壁中部；

所述橡皮膜(118)上套設有用于將試樣頂蓋(111)和橡皮膜(118)緊固的上橡膠圈(119)和有用于將試樣底座(117)和橡皮膜(118)緊固的下橡膠圈(120)。

4.根據權利要求1所述的一種黃土應力路徑三軸試驗用設備，其特征在于，所述塞件與容水腔室(233)內腔橫截面形狀匹配，所述塞件包括硬質板(232-1)和橡膠密封墊圈(232-2)，所述橡膠密封墊圈(232-2)套設在硬質板(232-1)上；

所述容水腔室(233)靠近位移傳感器(34)的側壁上開設有用于穿過橫桿(341)的通孔(237)，所述通孔(237)的形狀為長方形，長方形通孔(237)的長中軸線與橫桿(341)垂直，長方形通孔(237)下部距離容水腔室(233)底板的高度高于所述塞件距離容水腔室(233)底板的高度。