[發明專利]一種便攜式圍壓可調的軟巖三軸實驗儀

在審

• 申請號: 202210069401.7
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114486523A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 侯世偉;侯金招;陳昕;孟素云;李兵
• 申請（專利權）人: 沈陽建筑大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 陳曦

本發明的一種便攜式圍壓可調的軟巖三軸實驗儀，包括：荷載框架、圍壓施加裝置、軸向加壓裝置以及軸向應變計量裝置；荷載框架分為上、下兩層，上層放置實驗試樣，下層安裝軸向加載裝置；圍壓施加裝置包括多個夾具、高強鋼絲和圍護結構，圍護結構套設在實驗試樣外部，高強鋼絲有多段，各段高強鋼絲按順時針、逆時針交替纏繞在圍護結構外部；夾具上設有鋼絲軸，高強鋼絲的兩端分別纏繞到相應夾具的鋼絲軸上，夾具沿實驗試樣徑向夾緊固定在荷載框架上，通過旋轉鋼絲軸可調整高強鋼絲對實驗試樣的圍壓；軸向應變計量裝置用于測量實驗試樣的軸向位移。本發明的軟巖三軸實驗儀具有圍壓精確可控、提供高圍壓、方便攜帶、經濟性好、軸壓高的優點。

技術領域

本發明屬于軟巖三軸實驗儀技術領域，涉及一種便攜式圍壓可調的軟巖三軸實驗儀。

背景技術

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、圍壓可調的、能夠滿足軟巖圍壓要求的三軸實驗儀。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種便攜式圍壓可調的軟巖三軸實驗儀，改變了傳統三軸實驗儀利用水壓提供側向壓力的傳統思維，通過高強鋼絲螺旋式圍繞并作用于試樣外的圍護結構，維護結構將力傳遞于試樣，高強鋼絲的拉力轉變為施加給試樣的側向壓力，通過調節高強鋼絲的拉力，實現對圍壓的精確控制。

本發明提供一種便攜式圍壓可調的軟巖三軸實驗儀，包括：荷載框架、圍壓施加裝置、軸向加壓裝置以及軸向應變計量裝置；

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實驗試樣施加軸向壓力；所述圍壓施加裝置包括多個夾具、高強鋼絲和圍護結構，所述圍護結構套設在實驗試樣外部，高強鋼絲有多段，各段高強鋼絲按照順時針、逆時針交替纏繞在圍護結構外部；夾具上設有鋼絲軸，高強鋼絲的兩端分別纏繞到相應夾具的鋼絲軸上，夾具沿實驗試樣徑向夾緊固定在荷載框架上，通過旋轉鋼絲軸可調整高強鋼絲對實驗試樣的圍壓；所述軸向應變計量裝置用于測量實驗試樣的軸向位移。

在本發明的便攜式圍壓可調的軟巖三軸實驗儀中，所述荷載框架包括：底板、中板、頂板、上立柱和下立柱；所述底板上設置有兩根下立柱，下立柱上設置上立柱，上立柱的頂端支撐固定在頂板的底面；所述上立柱的直徑小于下立柱的直徑，所述中板上設有兩個通孔，兩根上立柱穿過對應通孔，中板的底面支撐在下立柱的頂端且可沿上立柱上、下移動；所述頂板的底面設有上墊塊，中板的頂面設有下墊塊，所述實驗試樣設置在上墊塊和下墊塊之間；所述軸向加壓裝置設置在底板上，軸向加壓裝置通過中板和下墊塊的傳遞實現對實驗試樣施加軸向壓力；多個夾具固定在上立柱上。

在本發明的便攜式圍壓可調的軟巖三軸實驗儀中，所述夾具包括：外殼、鋼絲軸和異形擋板；所述外殼一端設有夾持部，夾具通過夾持部固定到上立柱上；外殼另一端為矩形槽，所述鋼絲軸固定在矩形槽內，矩形槽內在遠離夾持部的槽壁上設有開孔，所述高強鋼絲從開孔中伸入矩形槽并繞設到鋼絲軸上；所述異形擋板設置在矩形槽內，異形擋板上設有伸縮卡孔，所述高強鋼絲末端間隔設置多個圓錐形卡扣，圓錐頂端朝向夾具方向布置，通過圓錐形卡扣和伸縮卡孔配合將高強鋼絲鎖緊。