一种全自动隔震流变仪制造技术

本发明专利技术涉及一种全自动隔震流变仪，包括流变仪和计算机；流变仪包括：剪切盒、工作平台和加载量测集成系统；加载量测集成系统集成了液压加载装置和激光量测装置，剪切盒安装在工作平台上，剪切盒的水平向和竖直向均设有加载量测集成系统，以分别实现水平向和竖直向荷重的加载以及位移的测量；计算机通过数控系统和通讯协议与流变仪的加载量测集成系统连接，通过计算机对流变仪的试验过程进行全自动控制，实现协同工作。该流变仪采用液压方式对试样加载水平向和竖直向的荷重，剪切应力施加的稳定性强，确保实验精确性。

A Fully Automatic Isolated Rheometer

The present invention relates to a fully automatic isolation rheometer, including rheometer and computer; rheometer includes shear box, working platform and loading measurement integrated system; loading measurement integrated system integrates hydraulic loading device and laser measuring device, shear box is installed on working platform, horizontal and vertical shear box are equipped with loading measurement integrated system to realize water respectively. Loading and displacement measurement of horizontal and vertical loads; computer is connected with load measurement integrated system of rheometer through numerical control system and communication protocol, and the test process of rheometer is controlled automatically by computer to realize cooperative work. The rheometer uses hydraulic pressure to load the sample horizontally and vertically, and the stability of shear stress is strong, which ensures the accuracy of the experiment.

【技术实现步骤摘要】
一种全自动隔震流变仪
本专利技术涉及流变仪，具体地说是一种全自动隔震流变仪。
技术介绍
土体中粘土矿物、有机物和某些氧化物与水相互作用产生的流变物质对应土体流变特性。在外在因素如温度、时间和初始应力等影响下，土体的流变特性表现更加复杂。其中土体的流变特性表现在蠕变、应力松弛、弹性后效和滞后效应、长期强度变化。室内试验过程中，一般认为：在10000s内土体变形量小于0.01mm达到了蠕变稳定阶段。传统的直剪式流变仪通常包括剪切盒、水平向加载系统、竖直向加载系统和位移量测系统。其中竖直向加载系统由砝码、绳索、杠杆和定向滑轮组成，通过施加砝码对试样进行水平应力的控制，但是，砝码和杠杆的组成形式容易产生杠杆偏心现象，影响试验的精度；砝码和定向滑轮的组成形式虽然能够有效地对试样施加恒定的剪切应力，但是水平向加载系统通过与定向滑轮配套的绳索组合形式容易产生的扭矩，而且绳索容易在放置砝码时发生晃动，出现偏心问题，影响剪切应力施加的稳定性，进一步降低剪切应力的精度。位移量测系统由应力环、千分表和百分表组成，由于应力环在实际操作中容易出现测量点的偏移误差，而且标定时的加载和位移测量方式与实际的工作状态不同。其次采用千分表和百分表的读数形式一定程度上提高了测量的精度，但是操作和计算上的繁琐复杂、数据采集的偏差、试验仪器的误差等问题是提高测量效率和精度的难点之一。试验中土体流变的变形量较为微小，在传统的直剪式流变仪上进行试验，外部环境的微小震动都对实验数据的读取有着直接的影响，容易造成粗大误差。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是：提供一种全自动隔震流变仪，该流变仪采用液压方式对试样加载水平向和竖直向的荷重，剪切应力施加的稳定性强，确保实验精确性；同时结合计算机对流变仪的试验过程进行全自动控制，实现协同工作。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种全自动隔震流变仪，包括流变仪和计算机；流变仪包括：剪切盒、工作平台和加载量测集成系统；加载量测集成系统集成了液压加载装置和激光量测装置，剪切盒安装在工作平台上，剪切盒的水平向和竖直向均设有加载量测集成系统，以分别实现水平向和竖直向荷重的加载以及位移的测量；计算机通过数控系统和通讯协议与流变仪的加载量测集成系统连接，通过计算机对流变仪的试验过程进行全自动控制，实现协同工作。优选地，液压加载装置包括液压室和设置在液压室末端的加载顶杆，采用液压方式驱动加载顶杆施加荷重；激光量测装置包括激光室，激光室上设有激光端口。采用这种结构后，激光室内的激光仪器通过激光端口，发射激光至上剪切盒侧面或加载螺栓上表面，通过激光测量位移加载螺栓的位移量，进而可以测出试样的变形量。优选地，剪切盒包括外壳和内盒，内盒包括上剪切盒和下剪切盒，上剪切盒和下剪切盒通过固定销连接，上剪切盒一侧的设有横向穿过外壳的受力端部；内盒内由下往上依次放置有试样、滤纸、透水石和承压盖。优选地，在剪切过程中，水平向的加载量测集成系统的加载顶杆与上剪切盒的受力端部接触，对试样施加水平向荷重；在固结过程中，竖直向的加载量测集成系统的加载顶杆通过加载螺栓进入外壳内与承压盖相接触，对试样施加竖直向荷重。优选地，上剪切盒和下剪切盒连接处设有隔水橡胶垫；外壳由保水材料制成。采用这种结构后，外壳具有保温保湿功能，整个剪切盒紧密连接，可以有效隔水。优选地，工作平台上还设有水平放置的水平气泡。采用这种结构后，通过观察水平气泡观察工作平台是否水平，通过调整隔震支座的高低调整工作平台的水平状态。优选地，还包括隔震支座和支架，隔震支座分别设置在支架的上下两端，上端的隔震支座与工作平台连接、下端的隔震支座与地面接触。采用这种结构后，上下设置的两层隔震支座，有利于加强隔震消能效果。优选地，隔震支座包括上钢板、下钢板和橡胶阻尼垫；橡胶阻尼垫位于上钢板与下钢板之间，上、下钢板之间和上、下钢板与橡胶阻尼垫之间均通过螺栓连接。采用这种结构后，橡胶阻尼垫具有隔震消能作用，能够有效降低外界的震动效应对流变仪测量精度的影响。优选地，上钢板上设有向上延伸的锚杆，下钢板上设有向下延伸的锚杆，上、下钢板的锚杆上均套设有套筒；隔震支座通过套筒与工作平台和支架之间连接，通过套筒放置在地面上。采用这种结构后，隔震支座连接安装方便。优选地，一台计算机对应控制一台或多台流变仪。采用这种结构后，一台计算机对应控制多台流变仪可以设置多组独立的试样测试，利于参照对比。总的说来，本专利技术具有如下优点：1.该流变仪采用液压方式对试样加载水平向和竖直向的荷重，稳定性强，不会因周围环境震动而导致荷载能量的变化，进而确保数值的准确和精度。2.采用激光量测装置测量位移并向计算机输出位移结果，采用计算机控制，可按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程，能够实现试验过程的自动化控制和数据的采集整理。采用伺服闭环控制，系统定位精度高，可克服开环控制对试验精度的影响。采用激光量测装置测量，减少由人工读数引起的偶然误差或粗大误差和表式通用长度测量工具读数引起的仪器误差，在满足试验测量范围要求的同时，可有效地提高土体流变位移测量的精度。3.采用隔震支座降低外界的震动效应对装置精度的影响，减少外界环境对试验数据的误差。4.本专利技术不仅适用于剪切试验的应力控制，还适用于剪切试验的应变控制，功能全面，可有效地提高试验设备的利用率，降低试验成本。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为加载量测集成系统的内部结构图。图3为隔震支座的结构示意图。图中的标号和对应的零部件名称为：1为工作平台，2为计算机，3为剪切盒，4为加载量测集成系统，5为上剪切盒的受力端部，6为隔震支座，6-1为橡胶阻尼垫，6-2为上钢板，6-3为下钢板，6-4为螺栓，6-5为套筒，6-6为锚杆，7为激光量测装置，8为液压加载装置，9为下剪切盒，10为固定销，11为承压盖，12为透水石，13为试样，14为加载螺栓，15为液压室，16为加载顶杆，17为激光室，18为激光端口，19为外壳，20为水平气泡。具体实施方式下面结合实施例及附图，对本专利技术做进一步详细的说明，但本专利技术的实施方式不限于此。一种全自动隔震流变仪，包括流变仪和计算机；流变仪包括：剪切盒、工作平台、两个加载量测集成系统、隔震支座、支架和水平气泡。两个加载量测集成系统分别为水平向和竖直向的加载量测集成系统，以分别实现水平向和竖直向荷重的加载以及位移的测量；两个加载量测集成系统均集成了液压加载装置和激光量测装置。支架设在工作平台的下方，水平向的加载量测集成系统、剪切盒和水平气泡均安装在工作平台上。通过观察水平气泡观察工作平台是否水平，通过调整隔震支座的高低调整工作平台的水平状态。隔震支座分别设置在支架的上下两端，上端的隔震支座与工作平台连接、下端的隔震支座与地面接触。计算机通过数控系统和通讯协议与流变仪的加载量测集成系统连接，通过计算机对流变仪的试验过程进行全自动控制，实现协同工作。剪切盒包括内盒和由保水材料制成的外壳，内盒包括上剪切盒和下剪切盒，上剪切盒和下剪切盒通过固定销连接，连接处设有隔水橡胶垫；上剪切盒的一侧设有横向穿过外壳的受力端部；内盒内由下往上依次放置有试样、滤纸、透水石和承压盖，承压盖上设有一竖向穿过外壳的加载螺栓。下剪切盒和外壳的底部与工作平台螺纹连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全自动隔震流变仪，其特征在于：包括流变仪和计算机；流变仪包括：剪切盒、工作平台和加载量测集成系统；加载量测集成系统集成了液压加载装置和激光量测装置，剪切盒安装在工作平台上，剪切盒的水平向和竖直向均设有加载量测集成系统，以分别实现水平向和竖直向荷重的加载以及位移的测量；计算机通过数控系统和通讯协议与流变仪的加载量测集成系统连接，通过计算机对流变仪的试验过程进行全自动控制，实现协同工作。

【技术特征摘要】
1.一种全自动隔震流变仪，其特征在于：包括流变仪和计算机；流变仪包括：剪切盒、工作平台和加载量测集成系统；加载量测集成系统集成了液压加载装置和激光量测装置，剪切盒安装在工作平台上，剪切盒的水平向和竖直向均设有加载量测集成系统，以分别实现水平向和竖直向荷重的加载以及位移的测量；计算机通过数控系统和通讯协议与流变仪的加载量测集成系统连接，通过计算机对流变仪的试验过程进行全自动控制，实现协同工作。2.按照权利要求1所述的全自动隔震流变仪，其特征在于：液压加载装置包括液压室和设置在液压室末端的加载顶杆，采用液压方式驱动加载顶杆施加荷重；激光量测装置包括激光室，激光室上设有激光端口。3.按照权利要求2所述的全自动隔震流变仪，其特征在于：剪切盒包括外壳和内盒，内盒包括上剪切盒和下剪切盒，上剪切盒和下剪切盒通过固定销连接，上剪切盒一侧的设有横向穿过外壳的受力端部；内盒内由下往上依次放置有试样、滤纸、透水石和承压盖。4.按照权利要求3所述的全自动隔震流变仪，其特征在于：在剪切过程中，水平向的加载量测集成系统的加载顶杆与上剪切盒的受力端部接触，对试样施加水平向荷重；...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁杰，李妤妤，朱铨雯，李文馨，方晓填，汪艺，彭秋旺，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：广东,44