[發(fā)明專利]一種圍壓可控的機械式三軸實驗儀

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210069390.2
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114486522A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 侯世偉;侯金招;陳昕;孟素云;李兵
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽建筑大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 陳曦

本發(fā)明公開一種圍壓可控的機械式三軸實驗儀，其特征在于，包括：荷載框架、圍壓施加裝置、軸向加壓裝置、圍壓穩(wěn)定裝置以及軸向應(yīng)變計量裝置；在實驗試樣周圍包裹加壓鋼帶，通過加壓鋼帶旋轉(zhuǎn)收縮施加圍壓，旋轉(zhuǎn)筒下設(shè)有單向齒輪，通過圍壓穩(wěn)定裝置確保旋轉(zhuǎn)筒不會反向旋轉(zhuǎn)而造成掉壓的情況，該圍壓可控的機械式三軸實驗儀加強了軸向加壓的強度，足以達到軟巖極限應(yīng)力，圍壓精準且可以調(diào)節(jié)，能夠做高圍壓下三軸實驗。該圍壓可控的機械式三軸實驗儀具有圍壓精確可控、提供高圍壓、方便攜帶、經(jīng)濟性好、軸壓高等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于三軸實驗儀技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種圍壓可控的機械式三軸實驗儀。

背景技術(shù)

普通的三軸實驗儀實驗對象大多為軟土試樣，實驗儀體積龐大無法攜帶，且普通三軸實驗儀無法滿足以軟巖為試樣的三軸實驗圍壓。普通三軸實驗儀以注水的方式對試樣提供圍壓，注水排水時間較長，實驗的操作過程復(fù)雜，且可提供的圍壓較小，圍壓在0.01MPa左右，只能滿足以巖土為試樣的三軸試驗的圍壓要求，但以軟巖為研究對象的三軸實驗要求圍壓需達到5MPa到10MPa，因此普通三軸實驗儀根本無法滿足以軟巖為試樣的三軸實驗的圍壓需求。且普通三軸試驗儀價格為十幾萬到上百萬不等，造價較高，且體積龐大無法攜帶，因此亟需一種便攜的、圍壓可調(diào)的、能夠滿足軟巖圍壓要求的三軸實驗儀。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種種圍壓可控的機械式三軸實驗儀。

本發(fā)明提供一種圍壓可控的機械式三軸實驗儀，包括：荷載框架、圍壓施加裝置、軸向加壓裝置、圍壓穩(wěn)定裝置以及軸向應(yīng)變計量裝置；所述荷載框架分為上、下兩層，上層用于放置實驗試樣，下層安裝有軸向加載裝置，所述軸向加載裝置從下方向?qū)嶒炘嚇邮┘虞S向壓力；

所述圍壓施加裝置包括：加壓鋼帶、固定鋼條、旋轉(zhuǎn)筒、旋轉(zhuǎn)筒齒輪、旋轉(zhuǎn)筒驅(qū)動機構(gòu)；所述旋轉(zhuǎn)筒通過軸承安裝在荷載框架的上層并套設(shè)在實驗試樣外部，所述加壓鋼帶和固定鋼條設(shè)置在旋轉(zhuǎn)筒內(nèi)部，所述固定鋼條靠近實驗試樣安裝且與實驗試樣軸向平行設(shè)置，所述加壓鋼帶一端與固定鋼條連接，另一端繞設(shè)在實驗試樣外部并與旋轉(zhuǎn)筒內(nèi)壁固定連接；所述旋轉(zhuǎn)筒齒輪套裝在旋轉(zhuǎn)筒外部，所述旋轉(zhuǎn)筒驅(qū)動機構(gòu)設(shè)有與旋轉(zhuǎn)筒齒輪嚙合的驅(qū)動齒輪，通過驅(qū)動齒輪和旋轉(zhuǎn)筒齒輪的配合帶動旋轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動，使加壓鋼帶縮緊對實驗試樣施加圍壓；所述圍壓穩(wěn)定裝置設(shè)在荷載框架上層靠近圍壓施加裝置的旋轉(zhuǎn)筒，并與旋轉(zhuǎn)筒齒輪配合防止旋轉(zhuǎn)筒反向轉(zhuǎn)動；所述軸向應(yīng)變計量裝置用于測量實驗試樣的軸向位移。

在本發(fā)明的圍壓可控的機械式三軸實驗儀中，所述荷載框架包括：底板、中板、頂板、上立柱、下立柱、上墊塊和下墊塊；所述底板和中板之間通過兩根下立柱支撐連接，所述中板和頂板之間通過兩根上立柱支撐連接；所述上墊塊設(shè)置在頂板的底面，所述中板的頂面設(shè)有導(dǎo)向筒，所述下墊塊設(shè)置在導(dǎo)向筒內(nèi)并可以沿導(dǎo)向筒豎直滑動，所述實驗試樣設(shè)置在上墊塊和下墊塊之間；所述軸向加壓裝置設(shè)置在底板上，軸向加壓裝置通過下墊塊的傳遞實現(xiàn)對實驗試樣施加軸向壓力；所述旋轉(zhuǎn)筒套設(shè)在上墊塊和導(dǎo)向筒外部并通過軸承與上墊塊和導(dǎo)向筒轉(zhuǎn)動連接；所述固定鋼條的兩端分別與上墊塊、導(dǎo)向筒連接，所述圍壓穩(wěn)定裝置設(shè)置在中板上。

在本發(fā)明的圍壓可控的機械式三軸實驗儀中，所述旋轉(zhuǎn)筒驅(qū)動機構(gòu)包括外殼、螺栓軸和驅(qū)動齒輪，所述外殼固定在中板上，螺栓軸通過軸承安裝在外殼內(nèi)部，所述驅(qū)動齒輪固定在螺栓軸頂部，通過轉(zhuǎn)動螺栓軸可帶動旋轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動，以調(diào)整加壓鋼帶對實驗試樣的圍壓。

在本發(fā)明的圍壓可控的機械式三軸實驗儀中，所述圍壓穩(wěn)定裝置包括彈簧、擋板、擋板柱和固定條，所述固定條和擋板柱固定在中板上；所述擋板套設(shè)在擋板柱上，以擋板柱為中心旋轉(zhuǎn)；擋板一側(cè)邊通過彈簧連接固定條，相對的另一側(cè)邊卡住旋轉(zhuǎn)筒齒輪防止旋轉(zhuǎn)筒反向轉(zhuǎn)動。