[發明專利]基于三軸試驗的瞬態滲流試驗方法

在審

• 申請號: 202210608410.9
• 申請日: 2022-05-31
• 公開（公告）號: CN114965219A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 邵龍潭;金文成;叢禹
• 申請（專利權）人: 蘇州匯才土水工程科技有限公司
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 李嘉寧

1.一種三軸滲透儀，其特征在于，包括壓力室、軸壓加載系統、精密體積壓強控制器系統、傳感器測量系統、試樣底座(7)及試樣上帽(5)，電子天平以及相應的電路管路；

所述壓力室包括壓力室上蓋(3)、壓力室主體(4)和壓力室底座(8)，壓力室底座(8)通過螺栓固定于支撐座(9)上，支撐座(9)通過螺栓固定于箱體框架(10)上，壓力室主體(4)放置于壓力室底座(8)上，壓力室上蓋(3)置于壓力室主體(4)上，壓力室上蓋(3)由螺桿和壓力室底座(8)連接并壓緊固定；

軸向壓力傳感器通過機加工外殼(2)以螺栓與壓力室上蓋(3)連接固定，壓力室排氣孔(1)位于機加工外殼(2)頂部通過管路實現壓力室的排氣功能，壓力室底座(8)開有四條預留的孔路，孔路一(21)、孔路二(22)、孔路三(23)、孔路四(24)，用于壓力室的充排水以及周圍壓力控制；

所述軸壓加載系統，包括伺服電機(13)、減速機a(12)、聯軸器a(11-12)、機加工固定件與支撐件、絲杠、空心加載桿(11-3)，軸承及軸向位移傳感器(11-9)；

所述伺服電機(13)通過輸出軸及螺栓與減速機a(12)連接固定，減速機a(12)通過輸出軸與聯軸器a(11-12)相連接，聯軸器a(11-12)與輸出軸通過兩個頂絲進行摩擦固定，絲杠的固定側與聯軸器a(11-12)相連接，同樣用頂絲進行摩擦固定；

空心加載桿(11-3)的實心端通過壓力室底部的支撐座(9)和壓力室底座(8)中心的預留孔(25)插入，通過配合定位并以O型圈進行端面密封；

所述精密體積壓強控制器系統，包括步進電機(18)，減速機b(16)，聯軸器b(14)，活塞桿(15)，活塞(17-1)及缸體；

步進電機(18)通過輸出軸及螺栓與減速機b(16)連接固定，減速機b(16)通過輸出軸與聯軸器b(14)相連接，聯軸器b(14)與輸出軸通過兩個頂絲進行摩擦固定，活塞桿(15)的一端通過頂絲進行摩擦固定聯軸器b(14)，另一端與活塞(17-1)內的軸承進行摩擦固定，軸承安裝在活塞(17-1)內，兩者不發生相對滑動；

所述傳感器測量系統的各測點水頭測量由壓強傳感器測量，數據由PLC實時采集，滲水量由天平或精密體積壓強控制器測量，數據由上位機軟件實時采集，軸向力由輪幅式傳感器測量，數據由PLC實時采集；軸向位移由軸向位移傳感器(11-9)測量得出，數據由PLC實時采集；

各數據集中于上位機軟件中，由計算公式直接計算得出每一瞬時土樣的軸向應力、周圍壓力、滲透系數，并繪制實時曲線顯示于上位機軟件中；

試樣底座(7)直接通過螺紋與空心加載桿(11-3)固定，試樣底座(7)預留孔(25)以螺紋連接一快擰接頭并用軟管連接至壓力室底座(8)預留孔路三(23)處，孔路三(23)另一端通過螺紋連接一快插接頭并用直徑為6mm的軟管連接至精密體積壓強控制器系統的輸出孔處；

試樣上帽(5)通過螺紋連接快擰接頭并用直徑為6mm的軟管連接至壓力室底座(8)預留孔路四(24)，孔路四(24)另一端通過螺紋連接一快插接頭并用直徑為6mm的軟管連接至天平或精密體積壓強控制器。

2.根據權利要求1所述的一種三軸滲透儀，其特征在于：所述孔路一(21)用于壓力室的充排水以及周圍壓力控制，一端開孔位于壓力室底座(8)上表面，另一端通過螺紋連接快插頭并通過直徑為8mm的軟管連接至儀器側面的壓力室充/排水口處；

孔路二(22)用于壓力室內的周圍壓力控制，一端開孔位于壓力室底座(8)上表面，另一端通過螺紋連接快插頭并通過直徑為6mm的軟管連接至控制周圍壓力的精密體積壓強控制器系統的輸出孔處；

孔路三(23)用于試樣滲透試驗的進水端水頭控制，一端開孔位于壓力室底座(8)上表面，通過螺紋連接快擰接頭并通過直徑為6mm的軟管連接至試樣底座(7)的預留孔(25)，另一端通過螺紋連接快插頭并通過直徑為6mm的軟管連接至控制進水端水頭的精密體積壓強控制器系統的輸出孔處；

孔路四(24)用于試驗滲透試驗的滲水端水頭控制，一端開孔位于壓力室底座(8)上表面，通過螺紋連接快擰接頭并通過直徑為6mm的軟管連接至試樣上帽(5)，另一端通過螺紋連接快插頭并通過直徑為6mm的軟管連接至天平或精密體積壓強控制器系統。