真三轴试验方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及土工试验设备技术领域，具体涉及一种真三轴试验方法及系统。真三轴试验系统通过设置加载装置本体、多个计量泵、多个活塞、与多个活塞分别匹配的多个缸筒、限位千斤顶、具有容纳空间的施力框架、控制装置、第一位移计、第二位移计以及第三位移计，通过将控制装置与多个计量泵和第一位移计、第二位移计以及第三位移计分别连接实现了真三轴耦合试验，并实现真三轴耦合试验自动化。

True three axis test method and system

The invention relates to the technical field of geotechnical test equipment, in particular to a true three axle test method and system. The three axle test system by setting the loading device body, multiple metering pump, a piston, and a plurality of pistons respectively, a plurality of cylinder, limiting jack, having a receiving space frame, force control device, the first displacement meter, second meter and third meter displacement displacement, the control device and a metering pump and a first displacement meter, second meter and third meter displacement displacement are respectively connected with the true three shaft coupling test, and to realize the automation of the three axle coupling test.

【技术实现步骤摘要】
真三轴试验方法及系统
本专利技术涉及土工试验设备
，具体而言，涉及一种真三轴试验方法及系统。
技术介绍
真三轴试验系统通常应用于岩土的受力分析试验中。随着工程技术的不断发展，水利水电、地热开发及石油天然气开采等传统岩土工程的复杂程度逐年提高，与此同时，国家也推出一些更具国家战略意义、更有挑战性的特殊工程(如放射性核废料地质封存、二氧化碳地质封存等)。能否实现真三轴耦合试验的自动化是判定真三轴试验系统优劣的重要标准。此外，现有技术中的真三轴试验系统通常只能进行假三轴试验或简单的常规三轴试验不能实现真三轴耦合试验。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种真三轴试验系统，通过设置真三轴加载装置、真三轴施力装置及数控装置实现了真三轴耦合试验，并实现真三轴耦合试验自动化。有鉴于此，本专利技术的另一目的在于提供一种真三轴试验方法，通过真三轴加载装置、真三轴施力装置及数控装置实现了真三轴耦合试验，且并实现真三轴耦合试验自动化。为实现上述目的，本专利技术实施例采用如下技术方案：一种真三轴试验系统，包括真三轴加载装置、真三轴施力装置及数控装置。所述真三轴加载装置包括加载装置本体、第一计量泵、第二计量泵、第三计量泵、升降计量泵和渗透压计量泵。所述真三轴施力装置包括第一活塞、第二活塞、第三活塞、升降活塞、与所述第一活塞匹配的第一缸筒、与所述第二活塞匹配的第二缸筒、与所述升降活塞匹配的升降缸筒、限位千斤顶以及具有容纳空间的施力框架。所述数控装置包括控制装置、第一位移计、第二位移计以及第三位移计。所述控制装置与所述第一位移计、第二位移计、第三位移计、第一计量泵、第二计量泵、第三计量泵、升降计量泵和渗透压计量泵分别连接。所述第一活塞设置于所述第一缸筒内，所述第一缸筒安装于所述施力框架顶部，所述第一缸筒与所述第一计量泵通过管道连通；所述第二活塞设置于所述第二缸筒内，所述第二缸筒安装于所述施力框架侧壁，所述第二缸筒与所述第二计量泵通过管道连通；所述升降活塞设置于所述升降缸筒，所述升降缸筒与所述升降计量泵通过管道连通，所述升降缸筒设置于所述施力框架底部，所述加载装置本体与所述渗透压计量泵通过管道连通，所述加载装置本体设置于所述升降活塞靠近所述第一活塞的一侧；所述限位千斤顶安装于所述施力框架侧壁，所述第三计量泵通过管道与所述施力框架的容纳空间连通。所述第一位移计设置于所述第一缸筒的一端以检测第一缸筒的端部与第一活塞之间位置变化产生的第一信号，所述第二位移计设置于所述第二缸筒的一端以检测第二缸筒的端部与第二活塞之间位置变化产生的第二信号，所述第三位移计设置于所述加载装置本体以检测所述加载装置本体的位置变化产生第三信号。所述控制装置接收所述第一信号、第二信号和第三信号并根据预存算法得到待检测物品的应变。可选的，在上述真三轴试验装置中，所述加载装置本体具有密封空间，所述加载装置本体的密封空间与所述渗透压计量泵之间通过管道连通，该管道上设置有压力容器和两个阀控装置，所述两个阀控装置分别设置于所述压力容器的两端，所述压力容器检测所述加载装置本体受到的压力，所述控制装置与所述压力容器连接并获取所述压力，所述控制装置根据所述压力及预存算法得到待检测物品的渗透率。可选的，在上述真三轴试验装置中，所述加载装置本体的密封空间与所述渗透压计量泵通过两根管道连通，所述两根管道的一端与所述渗透压计量泵连通、另一端与所述加载装置本体的顶部和底部分别连通，各管道上设置有压力容器和两个阀控装置，所述两个阀控装置分别设置于所述压力容器的两端，两个所述压力容器分别检测所述加载装置本体顶部受到的第一压力和所述加载装置本体底部受到的第二压力，所述压力容器与所述控制装置连接并获取所述第一压力和第二压力并根据所述第一压力和第二压力及预存算法得到待检测物品的渗透率。可选的，在上述真三轴试验装置中，所述第一缸筒和第一计量泵通过两根管道连通，所述两根管道的一端与所述第一计量泵连通、另一端分别与所述第一缸筒的两端连通。所述第二缸筒和第二计量泵通过两根管道连通，所述两根管道的一端与所述第二计量泵连通、另一端分别与所述第二缸筒的两端连通。所述升降缸筒和升降计量泵通过两根管道连通，所述两根管道的一端与所述升降计量泵连通、另一端分别与所述升降缸筒的两端连通。可选的，在上述真三轴试验装置中，所述真三轴施力装置还包括限位杆，所述限位杆连接于所述加载装置本体与所述施力框架顶部之间。可选的，在上述真三轴试验装置中，所述限位杆为多个，相邻两个限位杆之间的距离相同，所述限位千斤顶穿过任意两个相邻限位杆。可选的，在上述真三轴试验装置中，所述控制装置与所述限位千斤顶连接以控制所述限位千斤顶移动。可选的，在上述真三轴试验装置中，所述施力框架顶部设置有排气孔道，所述排气孔道处可拆卸地连接有孔塞。在上述基础上，本专利技术还提供一种真三轴试验方法，应用于上述的真三轴试验系统，所述方法包括以下步骤：升降计量泵通过管道向升降活塞中加入承压流体抬升加载装置本体以密封施力框架本体的容纳空间；控制所述限位千斤顶移动以使所述限位千斤顶与所述加载装置本体贴合；渗透压计量泵通过设置有压力容器的管道向存放有待检测物质的加载装置本体的密封空间中加入渗流物质；控制装置控制第一计量泵、第二计量泵和/或第三计量泵分别向所述第一缸筒、第二缸筒和/或施力框架的容纳空间中加入预设量的承压流体；在所述第一缸筒、所述第二缸筒和/或所述施力框架的容纳空间中存在预设量的承压流体下，压力容器检测加载装置本体受到的压力；所述控制装置接收所述压力并根据预设规则得到所述待检测物质的耦合渗透率。可选的，在上述真三轴试验方法中，所述压力容器检测加载装置本体受到的压力的步骤包括：向两个压力容器中加压至预设压力后，关闭设置于所述渗透压计量泵与所述加载装置本体顶部之间并靠近所述渗透压计量泵的阀控装置。两个所述压力容器分别检测所述加载装置本体底部受到的第一压力和所述加载装置本体底部受到的第二压力。本专利技术提供的一种真三轴试验方法及系统，通过设置加载装置本体、多个计量泵、多个活塞、与多个活塞分别匹配的多个缸筒、限位千斤顶、具有容纳空间的施力框架、控制装置、第一位移计、第二位移计以及第三位移计，通过将控制装置与多个计量泵和第一位移计、第二位移计以及第三位移计分别连接实现了真三轴耦合试验，并实现真三轴耦合试验自动化。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的部分实施例，因此不应被看作是对本专利技术保护范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种真三轴试验系统的结构框图。图2为本专利技术实施例提供的一种真三轴试验系统的结构示意图。图3为本专利技术实施例提供的一种真三轴试验系统的另一结构示意图。图4为本专利技术实施例提供的一种真三轴试验系统的另一结构示意图。图5为本专利技术实施例提供的一种真三轴试验方法的流程图。图标：10-真三轴加载装置；30-真三轴施力装置；50-数控装置；110-加载装置本体；120-第一计量泵；130-第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真三轴试验系统，其特征在于，包括：真三轴加载装置、真三轴施力装置及数控装置；所述真三轴加载装置包括加载装置本体、第一计量泵、第二计量泵、第三计量泵、升降计量泵和渗透压计量泵；所述真三轴施力装置包括第一活塞、第二活塞、第三活塞、升降活塞、与所述第一活塞匹配的第一缸筒、与所述第二活塞匹配的第二缸筒、与所述升降活塞匹配的升降缸筒、限位千斤顶以及具有容纳空间的施力框架；所述数控装置包括控制装置、第一位移计、第二位移计以及第三位移计；所述控制装置与所述第一位移计、第二位移计、第三位移计、第一计量泵、第二计量泵、第三计量泵、升降计量泵和渗透压计量泵分别连接；所述第一活塞设置于所述第一缸筒内，所述第一缸筒安装于所述施力框架顶部，所述第一缸筒与所述第一计量泵通过管道连通；所述第二活塞设置于所述第二缸筒内，所述第二缸筒安装于所述施力框架侧壁，所述第二缸筒与所述第二计量泵通过管道连通；所述升降活塞设置于所述升降缸筒，所述升降缸筒与所述升降计量泵通过管道连通，所述升降缸筒设置于所述施力框架底部，所述加载装置本体与所述渗透压计量泵通过管道连通，所述加载装置本体设置于所述升降活塞靠近所述第一活塞的一侧；所述限位千斤顶安装于所述施力框架侧壁，所述第三计量泵通过管道与所述施力框架的容纳空间连通；所述第一位移计设置于所述第一缸筒的一端以检测第一缸筒的端部与第一活塞之间位置变化产生的第一信号，所述第二位移计设置于所述第二缸筒的一端以检测第二缸筒的端部与第二活塞之间位置变化产生的第二信号，所述第三位移计设置于所述加载装置本体以检测所述加载装置本体的位置变化产生第三信号；所述控制装置接收所述第一信号、第二信号和第三信号并根据预存算法得到待检测物品的应变。...

【技术特征摘要】
1.一种真三轴试验系统，其特征在于，包括：真三轴加载装置、真三轴施力装置及数控装置；所述真三轴加载装置包括加载装置本体、第一计量泵、第二计量泵、第三计量泵、升降计量泵和渗透压计量泵；所述真三轴施力装置包括第一活塞、第二活塞、第三活塞、升降活塞、与所述第一活塞匹配的第一缸筒、与所述第二活塞匹配的第二缸筒、与所述升降活塞匹配的升降缸筒、限位千斤顶以及具有容纳空间的施力框架；所述数控装置包括控制装置、第一位移计、第二位移计以及第三位移计；所述控制装置与所述第一位移计、第二位移计、第三位移计、第一计量泵、第二计量泵、第三计量泵、升降计量泵和渗透压计量泵分别连接；所述第一活塞设置于所述第一缸筒内，所述第一缸筒安装于所述施力框架顶部，所述第一缸筒与所述第一计量泵通过管道连通；所述第二活塞设置于所述第二缸筒内，所述第二缸筒安装于所述施力框架侧壁，所述第二缸筒与所述第二计量泵通过管道连通；所述升降活塞设置于所述升降缸筒，所述升降缸筒与所述升降计量泵通过管道连通，所述升降缸筒设置于所述施力框架底部，所述加载装置本体与所述渗透压计量泵通过管道连通，所述加载装置本体设置于所述升降活塞靠近所述第一活塞的一侧；所述限位千斤顶安装于所述施力框架侧壁，所述第三计量泵通过管道与所述施力框架的容纳空间连通；所述第一位移计设置于所述第一缸筒的一端以检测第一缸筒的端部与第一活塞之间位置变化产生的第一信号，所述第二位移计设置于所述第二缸筒的一端以检测第二缸筒的端部与第二活塞之间位置变化产生的第二信号，所述第三位移计设置于所述加载装置本体以检测所述加载装置本体的位置变化产生第三信号；所述控制装置接收所述第一信号、第二信号和第三信号并根据预存算法得到待检测物品的应变。2.根据权利要求1所述的真三轴试验系统，其特征在于，所述加载装置本体具有密封空间，所述加载装置本体的密封空间与所述渗透压计量泵之间通过管道连通，该管道上设置有压力容器和两个阀控装置，所述两个阀控装置分别设置于所述压力容器的两端，所述压力容器检测所述加载装置本体受到的压力，所述控制装置与所述压力容器连接并获取所述压力，所述控制装置根据所述压力及预存算法得到待检测物品的渗透率。3.根据权利要求2所述的真三轴试验系统，其特征在于，所述加载装置本体的密封空间与所述渗透压计量泵通过两根管道连通，所述两根管道的一端与所述渗透压计量泵连通、另一端与所述加载装置本体的顶部和底部分别连通，各管道上设置有压力容器和两个阀控装置，所述两个阀控装置分别设置于所述压力容器的两端，...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡大伟，魏天宇，周辉，张传庆，朱勇，杨凡杰，卢景景，胡明明，王冲，张帆，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：湖北,42