三维应力装置及应力模拟系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了三维应力装置及应力模拟系统，涉及岩土工程技术领域。一种三维应力装置，用于围岩试样的三维应力模拟试验，其包括承载体及设置于承载体内部的两个压力结构和多个压板，一个压力结构朝向第一方向设置并且与压板相对设置，一个压力结构朝向第二方向设置并与压板相对设置，压力装置朝向第三方向设置并与压板相对设置，压力装置连接于两个压力结构，并能带动一个压力结构沿第一方向移动，带动一个压力结构沿第二方向移动。一种应力模拟系统，其采用了上述的三维应力装置。本实用新型专利技术提供的三维应力装置及应力模拟系统能通过在一个方向上的力的加载即能完成围岩试样三个不同方向的力的模拟，能简单地完成三维应力的模拟。

【技术实现步骤摘要】
三维应力装置及应力模拟系统
本技术涉及岩土工程
，具体而言，涉及三维应力装置及应力模拟系统。
技术介绍
岩土工程的安全性一直是工程界的首要关注问题，而岩土体材料的物理力学性能是决定其安全性的关键因素之一。岩土体材料的物理力学性能不仅与材料种类有关，还受到其所处应力环境的影响。同时，岩土工程的施工又会影响工程区域岩土材料的应力环境，从而导致岩土体材料所处应力环境较为复杂。因此，为反映工程区岩土材料的真实物理力学特性，有必要研发一种能模拟不同应力条件的简捷装置，为研究实际工程中围岩的物理力学特性提供可靠基础。目前的围岩三维应力模拟装置一般采用三向加载，试验设备笨重，且仅限少数几项特定的测试试验(主要为力学特性)，不仅费工费时，还难以适应三维应力条件下岩土材料众多重要物理力学特性的试验研究，如不同应力状态下岩土材料的湿度扩散特性及温度特性等试验研究。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种三维应力装置，其能通过在一个方向上的力的加载即能完成围岩试样三个不同方向的力的模拟，能简单地完成三维应力的模拟，并且结构简单，便于组装，操作简单，能简化试验的操作。本技术的另一目的在于提供一种应力模拟系统，其能通过在一个方向上的力的加载即能完成围岩试样三个不同方向的力的模拟，能简单地完成三维应力的模拟，并且结构简单，便于组装，操作简单，能简化试验的操作。本技术提供一种技术方案：一种三维应力装置，用于围岩试样的三维应力模拟试验，所述三维应力装置包括承载体以及设置于所述承载体内部的压力装置、两个压力结构和多个压板，其中一个所述压力结构朝向第一方向设置并且与一个所述压板相对设置，另一个所述压力结构朝向第二方向设置并与一个所述压板相对设置，所述压力装置朝向第三方向设置并与一个所述压板相对设置，所述压力装置连接于两个所述压力结构，所述压力装置能沿第三方向移动，并带动其中一个所述压力结构沿第一方向移动，并带动另一个所述压力结构沿第二方向移动，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两形成夹角，所述压力装置、两个所述压力结构和多个所述压板共同围成第一容置空间，所述第一容置空间用于容置所述围岩试样。进一步地，所述承载体内部开设有第二容置空间，所述压力装置、两个所述压力结构和多个所述压板均设置于所述第二容置空间内部，并且所述第二容置空间具有朝向所述第三方向的开口，其中一个所述压板靠近所述开口并与所述承载体可拆卸连接。进一步地，所述承载体上开设有安装孔和安装槽，所述安装孔和所述安装槽分别开设有所述承载体靠近所述开口的相对的两个侧壁，所述压板穿过所述安装孔并伸入所述安装槽以连接于所述承载体。进一步地，所述压力结构包括第一压块和第二压块，所述第一压块连接于所述承载体，所述第二压块连接于所述压力装置，所述第一压块上设置有朝向所述压力装置的第一斜面，所述第二压块滑动连接于所述第一斜面。进一步地，所述第二压块上设置有与所述第一斜面相适配的第二斜面，所述压力结构还包括滑轨，所述滑轨设置于所述第一斜面，所述第二斜面上开设有与所述滑轨相适配的滑槽，所述滑轨滑动连接于所述滑槽内部。进一步地，所述第二压块靠近所述第一容置空间的一侧设置有一个所述压板，所述第二压块和所述压板之间设置有滚轴，所述滚轴的轴线垂直于所述第三方向。进一步地，所述压力装置包括推板和驱动件，所述驱动件的一端连接于所述承载体，所述推板连接于所述驱动件的另一端，并且所述驱动件能沿所述第三方向推动所述推板，所述推板连接于两个所述压力结构。进一步地，所述压力装置还包括多个抵持件，多个所述抵持件可拆卸地连接于所述推板远离所述驱动件的一侧，多个所述抵持件间隔设置，并且多个所述抵持件伸入至所述第一容置空间内部，所述抵持件用于挤压所述围岩试样。进一步地，所述三维应力装置还包括第一连接件，对应于其中一个所述压力结构的所述压板通过所述第一连接件连接于所述承载体，并且所述第一连接件活动连接于所述承载体，所述第一连接件能相对所述承载体活动并增加或缩小所述压板和所述承载体之间的距离。一种应力模拟系统，包括三维应力装置。所述三维应力装置用于围岩试样的三维应力模拟试验，所述三维应力装置包括承载体以及设置于所述承载体内部的压力装置、两个压力结构和多个压板，其中一个所述压力结构朝向第一方向设置并且与一个所述压板相对设置，另一个所述压力结构朝向第二方向设置并与一个所述压板相对设置，所述压力装置朝向第三方向设置并与一个所述压板相对设置，所述压力装置连接于两个所述压力结构，所述压力装置能沿第三方向移动，并带动其中一个所述压力结构沿第一方向移动，并带动另一个所述压力结构沿第二方向移动，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两形成夹角，所述压力装置、两个所述压力结构和多个所述压板共同围成第一容置空间，所述第一容置空间用于容置所述围岩试样。相比现有技术，本技术提供的三维应力装置及应力模拟系统的有益效果是：本技术提供的三维应力装置及应力模拟系统能通过压力装置沿第三方向移动，并带动一个压力结构沿第一方向移动，带动另一个压力结构沿第二方向移动，以使得通过一个方向上力的加载即能实现三方方向上应力的模拟，节省了大量的成本。并且，通过只需一个力的加载方式，使得对于应力模拟试验的操作更简单，更方便于进行模拟试验。另外，三维应力装置及应力模拟系统的结构简单，易于组装，能节约大量的时间成本。本技术提供的三维应力装置及应力模拟系统还能通过拆取长条形的压板能实现模拟洞壁附近具有临空面的围岩应力环境。通过拆取部分抵持件便能同时展开多个试样应力环境的模拟，能有效地节省试验成本。通过调节第二连接件以调节第二压块和推板之间的距离，便能实现不同的传力系数，从而模拟不同的三维应力环境。附图说明为了更清楚地说明本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技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。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为本技术的第一实施例提供的三维应力装置第一剖视图；图2为本技术的第一实施例提供的三维应力装置第二剖视图；图3为本技术的第一实施例提供的三维应力装置第三剖视图；图4为本技术的第一实施例提供的压力结构的局部结构示意图。图标：10-三维应力装置；11-围岩试样；100-承载体；110-第二容置空间；111-开口；112-安装孔；113-安装槽；120-第一容置空间；130-第一连接件；200-压力结构；210-第一压块；211-第一斜面；212-滑轨；220-第二压块；221-第二斜面；222-滑槽；230-滚轴；300-压板；400-压力装置；410-推板；411-抵持件；412-垫板；420-驱动件；430-第二连接件。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维应力装置，用于围岩试样的三维应力模拟试验，其特征在于，所述三维应力装置包括承载体以及设置于所述承载体内部的压力装置、两个压力结构和多个压板，其中一个所述压力结构朝向第一方向设置并且与一个所述压板相对设置，另一个所述压力结构朝向第二方向设置并与一个所述压板相对设置，所述压力装置朝向第三方向设置并与一个所述压板相对设置，所述压力装置连接于两个所述压力结构，所述压力装置能沿第三方向移动，并带动其中一个所述压力结构沿第一方向移动，并带动另一个所述压力结构沿第二方向移动，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两形成夹角，所述压力装置、两个所述压力结构和多个所述压板共同围成第一容置空间，所述第一容置空间用于容置所述围岩试样。

【技术特征摘要】
1.一种三维应力装置，用于围岩试样的三维应力模拟试验，其特征在于，所述三维应力装置包括承载体以及设置于所述承载体内部的压力装置、两个压力结构和多个压板，其中一个所述压力结构朝向第一方向设置并且与一个所述压板相对设置，另一个所述压力结构朝向第二方向设置并与一个所述压板相对设置，所述压力装置朝向第三方向设置并与一个所述压板相对设置，所述压力装置连接于两个所述压力结构，所述压力装置能沿第三方向移动，并带动其中一个所述压力结构沿第一方向移动，并带动另一个所述压力结构沿第二方向移动，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两形成夹角，所述压力装置、两个所述压力结构和多个所述压板共同围成第一容置空间，所述第一容置空间用于容置所述围岩试样。2.根据权利要求1所述的三维应力装置，其特征在于，所述承载体内部开设有第二容置空间，所述压力装置、两个所述压力结构和多个所述压板均设置于所述第二容置空间内部，并且所述第二容置空间具有朝向所述第三方向的开口，其中一个所述压板靠近所述开口并与所述承载体可拆卸连接。3.根据权利要求2所述的三维应力装置，其特征在于，所述承载体上开设有安装孔和安装槽，所述安装孔和所述安装槽分别开设有所述承载体靠近所述开口的相对的两个侧壁，所述压板穿过所述安装孔并伸入所述安装槽以连接于所述承载体。4.根据权利要求1所述的三维应力装置，其特征在于，所述压力结构包括第一压块和第二压块，所述第一压块连接于所述承载体，所述第二压块连接于所述压力装置，所述第一压块上设置有朝向所述压...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凡杰，张王杰，周辉，张传庆，胡大伟，朱勇，卢景景，金韵哲，李攀，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：新型
国别省市：湖北,42