[其他]巖土三軸試驗圍壓力、反壓力裝置

無效

• 申請號: 87206481
• 申請日: 1987-04-15
• 公開（公告）號: CN87206481U
• 公開（公告）日: 1988-05-11
• 發明（設計）人: 黃煒;張彭壽;朱愛華;卞又新;陳東民
• 申請（專利權）人: 水利電力部南京自動化研究所
• 主分類號: G01N3/10
• 分類號: G01N3/10;G01L1/02
• 代理公司: 江蘇省專利服務中心
• 代理人: 牛莉莉

本實用新型是一種巖土三軸試驗圍壓力、反壓力裝置，特別是圍壓力穩定、反壓力自動跟蹤圍壓力的裝置，屬于土工三軸儀中應用液壓加壓的裝置。

對巖土試樣進行三軸試驗，先要對試樣進行反壓力飽和，在這個過程中，要求反壓力始終小于圍壓力。然后，在對試樣施加試驗所需的圍壓力時，要求圍壓力、反壓力保持穩定。目前三軸儀中常用的加壓裝置有：水銀加壓、空氣調壓閥加壓、油壓泵加壓、電動調壓筒－壓力傳感器電路控制加壓等。水銀加壓裝置產生壓力低，常發生試驗人員汞中毒。空氣調壓閥裝置耗氣大，空氣壓縮機工作噪聲大，國內研制的高壓力空氣調壓閥裝置，最大壓力2.5MPa（1MPa≈10公斤力／（厘米）²），在使用中發現，如果裝置的出口壓力高于試驗所需壓力，則不能將其調回到試驗壓力，因此不適用于三軸試驗。油壓泵裝置雖然產生壓力高且可調，但構造復雜，輸出壓力有抖動現象。英國GEOSESTEM公司生產的與三軸儀主機配套的電動調壓筒——壓力傳感器電路控制加壓裝置，由于壓力傳感器受溫度影響很大，輸出壓力的穩定性仍不理想。還需要說明一點，對試樣進行反壓力飽和時，要求反壓力跟蹤圍壓力，如果采用微機系統控制，可以實現這一點，但是這樣的裝置構造很復雜，造價很高。

本實用新型的任務是給出一種應用液壓加壓、不采用微機控制、構造比較簡單的三軸試驗圍壓力、反壓力裝置，根據試驗需要，圍壓力足夠高并且可作大幅度調整，在對試樣進行反壓力飽和過程中，反壓力能自動跟蹤圍壓力、始終小于圍壓力一個固定值，當需要施加一定的圍壓力時，圍壓力、反壓力均能保持穩定。

本實用新型的關鍵在于選取理想的壓力源、調壓裝置和實現反壓力自動跟蹤的裝置。

本實用新型由壓力室、油水交換器、圍壓力系統和反壓力系統組成，壓力系統除包括壓力源和調壓裝置外，還包括控制電路、油壓輸出管路、閥門等，所產生的圍壓力和反壓力經過各自的油水交換器，將油壓轉換為水壓，作用于壓力室內的試樣，其特征是圍壓力系統以砝碼壓力計作為壓力源，以電動調壓筒調節壓力，反壓力系統包括電動調壓筒和壓力傳感器，在圍壓力、反壓力兩系統的油壓輸出管路之間連接一個壓差傳感器，經過相應的電路控制，實現反壓力自動跟蹤圍壓力。

下面參照附圖并結合一個實施例對本實用新型進行詳細描述。

圖1為本實用新型構成示意圖。

圖2為圍壓力系統電路框圖。

圖3為反壓力系統及反壓力自動跟蹤圍壓力電路框圖。

如圖1所示，圍壓力系統包括砝碼壓力計（26）和電動調壓筒（27），反壓力系統包括電動調壓筒（31）和壓力傳感器（24）。砝碼壓力計（26）和電動調壓筒（27）之間油壓管路（通過閥門）是連通的，電動調壓筒（31）和壓力傳感器（24）之間油壓管路（通過閥門）也是連通的。產生的圍壓力由油壓管路經油水交換器（28）進入壓力室（30），作用在包裹巖土試樣（20）的乳膠膜（21）上，而反壓力則由油壓管路經油水交換器（29）進入壓力室，作用在巖土試樣內。設置了三個標準壓力表（12、13、14）來測試實際施加的圍壓力、反壓力值。表（13）與表（14）量程相同，表（12）量程大。

下面描述圍壓力系統的具體設計。在砝碼壓力計的砝碼框架（7）上掛砝碼（8），就產生一定的圍壓力。砝碼壓力計活塞（5）上連接一觸桿（2），觸桿隨活塞升降分別與上、中、下三只微動開關（1）碰觸，通過繼電器控制電動調壓筒（27）的驅動電機（11）正、反運轉或停止，得到穩定的圍壓力。圍壓力系統微動開關閉環控制電路框圖如圖2所示。為了減小圍壓力的誤差，采取以下三個措施：a、由電機（4）通過圓柱直齒輪付（3）帶動砝碼壓力計活塞（5）以一定速度（例如20～30轉／分鐘）旋轉，使活塞與活塞套（6）之間為動摩擦。整個試驗過程中，電機（4）一直運轉，以減小活塞運動的摩擦力。b、選用碰觸力小于20克的微動開關（1）。c、設置平衡塊（9），用以克服活塞（5）和砝碼框架（7）的自重，使圍壓力起始值為零。