土体蠕变试验系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种土体蠕变试验系统，包括气泵、三轴测控柜、轴压调压柜，试验反力架、压力室、多通道控制器和计算机；所述气泵与所述轴压调压柜进气口连接，为试验提供轴向压力；所述轴压调压柜的出气口与所述试验反力架连接，给土样施加轴向压力；所述三轴测控柜通过围压管路和反压管路与压力器连接；所述多通道控制器的各个通道分别与所述孔压接口和变形传感器对应连接，实时采集土样的变形位移和孔隙压力，传输给计算机进行分析。本实用新型专利技术中的土体蠕变试验系统可以进行土体的三轴蠕变压缩试验，研究土体的蠕变性能，同时配套相关试验装置也可以做K0侧压力系数蠕变试验、孔隙压力蠕变试验、单轴土体蠕变及泊松比试验等。

【技术实现步骤摘要】
土体蠕变试验系统
本技术涉及土体试验
，尤其涉及土体蠕变试验系统。
技术介绍
在基础建设施工领域中，例如建筑、交通、水利和矿山施工过程中，均涉及到大量的边坡稳定性问题。边坡在施工过程中发生不同形式的变形及破坏，如滑坡或坍塌，其预防一直是该领域的重点研究课题，该课题研究中存在诸多的问题，其中之一是无法实时模拟土体蠕变情况。目前关于土体的蠕变试验主要分为微观和宏观等两大研究课题，其中微观蠕变试验的研究是借助于光学显微镜或电子扫描显微镜来观察土体的微细观结构，用微细观机理来解释土体的蠕变特性，但目前只能做到定性说明，定量描述还有一定的难度。宏观蠕变试验分现场蠕变实验和室内蠕变实验，是借助于试验仪器，通过一系列的试验步骤，研究土体的应力-应变-时间的关系，得到土体的蠕变力学特性。现场蠕变试验是对现场岩土介质材料测试蠕变，如地基的长期沉降、边坡的位移等，现场蠕变试验结果能较好地反映岩土材料的结构性、裂隙等特征的影响，进行现场蠕变试验的仪器主要有承压板仪、大直剪仪、收敛仪、站孔多点位移计、测斜仪、扰度计等。现场蠕变试验能够提供第一手资料，因此对具体的工程有着重要的指导意义及价值。现场蠕变试验虽然具有仪器简单的特点，但其现场测试费用大、耗时长、受外界干扰也大，尤其无法主动控制土体的应力状态、应力路径和测试的边界条件，使得现场测试结果受到影响。室内蠕变试验是在试验室内蠕变仪上对岩土试样进行相应的蠕变力学特性测试。室内蠕变试验能够控制应力、应变、排水等条件，而原位蠕变试验则很难控制这些条件，因而只有室内蠕变试验才能对土体进行复杂特性的研究。室内试验能够严格控制试验应力、应变、排水等条件、可重复性好、不受外界干扰、耗资相对较少等优点，故受到广大研究者的重视。在室内进行蠕变试验所采用的蠕变试验仪器分两大类：一类是直接施加剪力的试验仪器，如直接剪切仪和扭转剪切仪；一类是利用拉伸或压缩进行蠕变测试的仪器，有拉伸蠕变仪、压缩蠕变仪。现有这些蠕变设备存在着仪器功能单一、试验应力路径过于简单、人工分级加载、试验测试读数方式不规范等一系列问题。在许多岩土工程中，土体受荷过程中会发生开裂，这些裂缝经常是由于土体的拉伸破坏引起的。例如，许多挡土墙后的粘性土及粘性土坡滑坡体都存在开裂现象，边坡土体发生一定的变形时，土体中会发生剪切破坏或拉伸破坏，因而产生裂缝，这些裂缝一般规模较大，深入边坡土体，对于土质边坡工程产生严重危害，尤其是具有结构性的黄土边坡工程，因其位移变形相对较小、破坏较为突然，往往会产生灾难性的后果。因此，土体的长期拉伸蠕变与剪切蠕变强度对土工建筑物及边坡稳定性影响很大。在地基中，土体受到荷载作用会导致地基失稳，这种失稳情况是土体在受压情况下产生剪切破坏引起的。例如在建设高层建筑的时候，地基会产生受压变形，土体中发生剪切破坏，导致地基失效。因此，土体的长期抗压蠕变、剪切蠕变强度对土体地基的稳定性影响很大。在地质构造的长期运动中，会产生引起地壳的变形，从而对地表土体会产生一定扭剪变形的影响，在此种情况下，研究土体的长期剪切蠕变强度有一定的意义。在研究土体长期蠕变强度的同时，应该注重长期抗拉蠕变强度、长期抗压蠕变强度与长期抗剪蠕变强度等三方面的研究。目前对于土体的剪切蠕变强度和压缩蠕变强度的研究较为充分，而对研究单轴拉伸蠕变强度、三轴拉伸蠕变强度、单轴扭剪蠕变强度、三轴扭转剪切蠕变强度还没有相应的研究，进一步开展这些方面的研究，就非常有意义了。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本技术旨在提供一整套可以用于进行土体的三轴蠕变试验、渗透蠕变及其消散蠕变试验，并对试验结果进行采集分析的试验系统。为了实现上述目的，本技术所采用的技术方案如下：土体蠕变试验系统，包括加压装置、控制装置、试验主体装置和数据采集装置，其特征在于：所述控制装置包括三轴测控柜和轴压调压柜，所述数据采集装置包括多通道控制器和计算机；所述加压装置与所述轴压调压柜进气口连接，为试验提供轴向压力；所述试验主体装置包括至少一个试验反力架，每个所述试验反力架上均设有用来放置土样的压力室；每个所述试验反力架上均设有加压杆和变形传感器；所述轴压调压柜的出气口与每个所述试验反力架之间均通过气路连接，给其对应的压力室内的土样施加轴向压力；每个所述压力室上均设有围压接口、反压接口、孔压接口和位移施加单元；所述位移施加单元与所述变形传感器相配合，对土样的变形位移进行测量；所述三轴测控柜通过围压管路和反压管路与每个所述压力室上的围压接口和反压接口连接；所述压力室的顶部设有活塞杆，所述加压杆位于所述活塞杆的正上方；所述多通道控制器包括多个位移通道和孔压通道，每个所述位移通道与其对应的试验反力架上的变形传感器连接，每个所述孔压通道与其对应的压力室上的孔压接口连接，实时采集土样的变形位移和孔隙压力；所述多通道控制器通过导线与所述计算机连接，实现数据传输功能。进一步的，所述试验反力架包括反力架底座、支架和横梁，所述横梁套接在所述支架上，且所述横梁可上下调节，所述横梁上设有加压杆和变形传感器，所述变形传感器可与位移施加单元接触，所述位移施加单元为所述变形传感器预压一个变形值；所述加压杆的底部设有球头；所述加压杆上还设有微调器；所述反力架底座上表面设有升降板，所述反力架底座内设有对升降板进行升降的气膜，所述气膜与所述气路连通。进一步的，所述压力室包括压力室底座和上罩，所述压力室底座和上罩形成一个密闭空间，所述压力室底座与上罩可拆卸连接；所述压力室底座的底部设有与所述升降板相匹配的凹台，所述凹台与所述升降板相配合，使所述压力室与所述试验反力架可拆卸连接；所述压力室底座上表面中心处设有土样放置台；所述上罩的顶部设有活塞杆，所述活塞杆伸入所述上罩内，所述活塞杆的下端面与所述土样的横截面大小相同；所述活塞杆的中心位于所述球头的正下方；所述活塞杆上设有轴压传感器，所述轴压传感器位于所述上罩内；所述上罩的顶部设有加压板支架，所述加压板支架上转动连接有位移施加单元；所述孔压接口位于所述压力室底座的一侧，所述孔压接口处设有孔压传感器，所述孔压通道与所述孔压传感器连接；所述上罩上还设有一盒排水气口。进一步的，所述三轴测控柜包括储水桶、反压体变管、体变量管和孔隙量管和测控部分；所述测控部分包括围压调节管路测控、反压调节管路测控和压力室排水管路测控；所述测控部分包括围压调节管路测控、反压调节管路测控和压力室排水管路测控均与储水桶，以及压力室连接；所述反压体变管、体变量管和孔隙量管均与压力室连接。进一步的，所述加压装置为气泵。进一步的，所述轴压调压柜设有多个轴压调压阀和轴压压力表，每个所述轴压调压阀对应一个轴压压力表；每个所述轴压调压阀与其对应的试验反力架连接。本技术的有益效果是：与现有技术相比，本技术的改进之处在于，1、本技术的土体蠕变试验系统可模拟土体在不同围压及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.土体蠕变试验系统，包括加压装置、控制装置、试验主体装置和数据采集装置，其特征在于：所述控制装置包括三轴测控柜(1)和轴压调压柜(3)，所述数据采集装置包括多通道控制器(4)和计算机(5)；/n所述加压装置与所述轴压调压柜(3)进气口连接，为试验提供轴向压力；/n所述试验主体装置包括至少一个试验反力架(2)，每个所述试验反力架(2)上均设有用来放置土样(0)的压力室(6)；每个所述试验反力架(2)上均设有加压杆(204)和变形传感器(205)；/n所述轴压调压柜(3)的出气口与每个所述试验反力架(2)之间均通过气路(303)连接，给其对应的压力室(6)内的土样(0)施加轴向压力；/n每个所述压力室(6)上均设有围压接口(605)、反压接口(606)、孔压接口(607)和位移施加单元(608)；所述位移施加单元(608)与所述变形传感器(205)相配合，对土样(0)的变形位移进行测量；/n所述三轴测控柜(1)通过围压管路(121)和反压管路(122)与每个所述压力室(6)上的围压接口(605)和反压接口(606)连接；/n所述压力室(6)的顶部设有活塞杆(603)，所述加压杆(204)位于所述活塞杆(603)的正上方；/n所述多通道控制器(4)包括多个位移通道(401)和孔压通道(402)，每个所述位移通道(401)与其对应的试验反力架(2)上的变形传感器(205)连接，每个所述孔压通道(402)与其对应的压力室(6)上的孔压接口(607)连接，实时采集土样(0)的变形位移和孔隙压力；/n所述多通道控制器(4)通过导线与所述计算机(5)连接，实现数据传输功能。/n...

【技术特征摘要】
1.土体蠕变试验系统，包括加压装置、控制装置、试验主体装置和数据采集装置，其特征在于：所述控制装置包括三轴测控柜(1)和轴压调压柜(3)，所述数据采集装置包括多通道控制器(4)和计算机(5)；
所述加压装置与所述轴压调压柜(3)进气口连接，为试验提供轴向压力；
所述试验主体装置包括至少一个试验反力架(2)，每个所述试验反力架(2)上均设有用来放置土样(0)的压力室(6)；每个所述试验反力架(2)上均设有加压杆(204)和变形传感器(205)；
所述轴压调压柜(3)的出气口与每个所述试验反力架(2)之间均通过气路(303)连接，给其对应的压力室(6)内的土样(0)施加轴向压力；
每个所述压力室(6)上均设有围压接口(605)、反压接口(606)、孔压接口(607)和位移施加单元(608)；所述位移施加单元(608)与所述变形传感器(205)相配合，对土样(0)的变形位移进行测量；
所述三轴测控柜(1)通过围压管路(121)和反压管路(122)与每个所述压力室(6)上的围压接口(605)和反压接口(606)连接；
所述压力室(6)的顶部设有活塞杆(603)，所述加压杆(204)位于所述活塞杆(603)的正上方；
所述多通道控制器(4)包括多个位移通道(401)和孔压通道(402)，每个所述位移通道(401)与其对应的试验反力架(2)上的变形传感器(205)连接，每个所述孔压通道(402)与其对应的压力室(6)上的孔压接口(607)连接，实时采集土样(0)的变形位移和孔隙压力；
所述多通道控制器(4)通过导线与所述计算机(5)连接，实现数据传输功能。


2.根据权利要求1所述的土体蠕变试验系统，其特征在于：所述试验反力架(2)包括反力架底座(201)、支架(202)和横梁(203)，所述横梁(203)套接在所述支架(202)上，且所述横梁(203)可上下调节，所述横梁(203)上设有加压杆(204)和变形传感器(205)，所述变形传感器(205)可与位移施加单元(608)接触，所述位移施加单元(608)为所述变形传感器(205)预压一个变形值；所述加压杆(204)的底部设有球头(208)；所述加压杆(204)上还设有微调器(209)；
所述反力架底座(201)上表面设有升降板(207)，所述反力架底座(201)内设有对升降板(207)进行升...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨冬鹏，金亮，佟胤铮，李静，王茺，曹威，潘义为，郭俊涛，郑佳伟，付长剑，王琳，任致贤，温延风，鲍立新，杨玉杰，杨志邦，
申请(专利权)人：沈阳兴禹水利建设工程质量检测有限公司，西安市亚星土木仪器有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21