[發明專利]基于干濕循環條件的大型側限壓縮試驗和剪切試驗一體機

有效

• 申請號: 202110471872.6
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113295534B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 范志強;周奇輝;汪明元;倪衛達;孫淼軍;劉尊景;王珂;錢沿生;樓永良
• 申請（專利權）人: 中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N3/24
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

1.基于干濕循環條件的大型側限壓縮試驗和剪切試驗一體機，其特征在于，所述一體機包括：

水容器，所述水容器頂部具有可供充水裝置向內注水的敞口，底部具有可打開和關閉的排水管；

側限位壁，所述側限位壁布置于所述水容器內部，與所述水容器底面彼此間隔適當的距離；在所述側限位壁頂部和該距離空間內分別布置可供水流通過的上透水石和下透水石，使得上透水石、側限位壁以及下透水石三者之間合圍形成供填筑測試土樣的圍限空間；

充排氣系統，所述充排氣系統包括供氣裝置、底端穿過上透水石并伸至土樣頂面上方的進氣管和頂端穿過下透水石并伸至土樣底面下方的出氣管，通過供氣裝置對進氣管頂端持續輸入熱氣可使得氣流由上至下穿過土樣從下方出氣管排出；

液壓升降系統，所述液壓升降系統通過下移升降臺按壓加壓力臂，可帶動加壓板和上透水石向下移動對土樣進行豎向施壓；

動力剪切系統，所述動力剪切系統包括電機、底端穿過上透水石并伸入土樣內適當位置的轉軸和與轉軸該端固接的剪切板，通過電機帶動轉軸頂端旋轉使得剪切板對附近土樣進行剪切作用；

以及監測控制系統；

所述水容器底面由支座直接架于框架基座上，框架兩側的立柱用于傳遞液壓升降系統反施給它的作用力，其基座作為水容器及其內部試驗設備的支撐平臺。

2.根據權利要求1所述的基于干濕循環條件的大型側限壓縮試驗和剪切試驗一體機，其特征在于：所述液壓升降系統包括變頻器、設于框架立柱上的液壓升降機、受液壓升降機控制可上下移動的升降臺、覆設于所述上透水石頂面的加壓板和豎向固設于所述加壓板頂面的加壓力臂，通過變頻器驅動所述升降臺下移對加壓力臂施壓，使得加壓板和上透水石被動受壓實現對下部土樣的豎向荷載。

3.根據權利要求2所述的基于干濕循環條件的大型側限壓縮試驗和剪切試驗一體機，其特征在于：所述電機以轉軸為對稱軸呈左右對稱布置于升降臺底面，并可沿固設于升降臺底面的電機滑軌左右移動，可通過電機齒輪與轉軸齒輪嚙合進行剪切試驗。

4.根據權利要求2所述的基于干濕循環條件的大型側限壓縮試驗和剪切試驗一體機，其特征在于：所述加壓板和上透水石邊界吻合，所述進氣管從加壓板和上透水石中穿過，底端與上集氣板倉相連，形成整體；所述出氣管頂端與下集氣板倉相連，底端從下透水石和水容器底部穿出。

5.根據權利要求4所述的基于干濕循環條件的大型側限壓縮試驗和剪切試驗一體機，其特征在于：所述轉軸外部套設有套管，且加壓板和上透水石的中部開有圓孔可供轉軸及套管通過。

6.根據權利要求1所述的基于干濕循環條件的大型側限壓縮試驗和剪切試驗一體機，其特征在于：還包括與土樣上下界面分別接觸的頂層濾網和底層濾網、與頂層濾網上表面接觸的上集氣板倉和與底層濾網下表面接觸的下集氣板倉，所述上集氣板倉和下集氣板倉分別與進氣管和出氣管接通。

7.根據權利要求6所述的基于干濕循環條件的大型側限壓縮試驗和剪切試驗一體機，其特征在于：所述頂層濾網、底層濾網、上集氣板倉和下集氣板均嵌入側限位壁的內側壁上。

8.根據權利要求6所述的基于干濕循環條件的大型側限壓縮試驗和剪切試驗一體機，其特征在于：所述上集氣板倉和下集氣板倉的表面均開設有容許氣體及水體穿過的孔洞，且分別與上透水石和下透水石接觸。

9.根據權利要求1所述的基于干濕循環條件的大型側限壓縮試驗和剪切試驗一體機，其特征在于：所述供氣裝置采用受監測控制系統控制的熱氣泵，該熱氣泵通過熱氣管對進氣管頂端持續輸入熱氣。

10.根據權利要求1所述的基于干濕循環條件的大型側限壓縮試驗和剪切試驗一體機，其特征在于：所述側限位壁呈桶形，通過支腳立于水容器底面上。

11.根據權利要求1～10任一項所述的基于干濕循環條件的大型側限壓縮試驗和剪切試驗一體機，其特征在于：監測控制系統包括計算機、信號傳輸電纜、變頻器、濕度計、壓力傳感器、位移傳感器、壓力計、應變片以及蒸餾水閥門，其中濕度計置于土樣內測其濕度，壓力傳感器設于升降臺和加壓力臂之間測豎向壓力值，位移傳感器安裝于升降臺底側，安于轉動軸齒輪表面的壓力計用于監測電機齒輪傳遞給轉軸齒輪的壓力，應變片則設置于剪切板的棱邊上，信號傳輸電纜連接計算機控制系統和所有監測傳感設備，可將監測值實時反饋給計算機進行數據儲存，以方便計算機及時做出指令對儀器各功能部件進行伺服控制。