本发明专利技术公开了一种可维持恒荷载的三轴试验装置，包括平台架、压力室、导向装置和加压装置。平台架包括平台架台面、柱腿、撑杆和脚杯。压力室上盘打孔置入水下荷重传感器；压力室下盘开有三个连接孔。导向装置采用上下压杆和两根导向杆构成，导向装置与平台架利用直线轴承连接，与加压装置利用铰接的关节轴承连接保证了压力的竖向传导。加压装置包括底部砝码和砝码拉杆构成。除压力室有机玻璃腔体外其他均使用不锈钢材料制作。本装置适用于恒荷载下土体破坏过程的模拟试验，维持土体破坏瞬间竖向压力的稳定，连接的高频率水压传感器对试样破坏瞬间的孔隙水压力变化及时捕捉，同时试样装置结构稳定，结构简单，满足试验安全和便携拆装的要求。的要求。的要求。
【技术实现步骤摘要】
一种可维持恒荷载的三轴试验装置
[0001]本专利技术涉及一种可维持恒荷的载三轴试验装置，该试验装置具有能够维持作用在试样上竖向压力保持恒定、数据采集频率高的特征，可应用于恒荷载作用下土体的破坏过程的模拟试验，属于土力学模拟试验
技术介绍
[0002]边坡土体的力学性质研究为评估区域滑坡启动机理的重要科学依据。在黄土台塬地区，灌溉和降雨作用下引起的地下水位的升高而导致的斜坡破坏对当地群众生命财产和安全造成了巨大的威胁。目前最有效的研究方法是对斜坡土体进行室内三轴试验进行力学试验反演其破坏过程。
[0003]三轴试验仪作为室内土力学试验必不可少的载体已经在岩土领域被大量研发。然而这些传统的三轴试验仪在模拟因地下水位升高而导致的边坡土体的破坏存在一定缺陷，一方面常规三轴试验仪利用水压控制器来控制轴向压力，但试验中土体破坏具有瞬时性，水压控制器在土体破坏瞬间不能够及时补充力，导致试验中土体的卸荷，造成实验数据的不准确；另一方面，常规三轴试验仪水压力传感器采集频率较低，不能够及时捕捉到土体破坏瞬间内部孔隙水压力的变化。综上，现有常规三轴试验仪不能满足模拟边坡在恒定偏应力下因水位上升导致有效应力减小的破坏过程。
技术实现思路
[0004]本专利技术目的在于研制一种适用于可维持恒荷载的三轴试验装置，提供一种能够维持土体破坏瞬间轴向压力的恒定且能够捕捉到土体破坏瞬间孔隙水压力变化的载体。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案。本专利技术由四部分组成，分别为平台架、压力室、导向装置和加压装置。所述平台架为不锈钢架，平台表面设置卡扣可固定压力室，两侧打孔可实现导向装置穿过，设置脚杯可实现调平功能。压力室由机玻璃壁腔和不锈钢上下盘构成，上盘打孔置入滑动杆，滑动杆为不锈钢材质，上部连接承压块，下部连接水下荷重传感器，内部中空可将传感器连接线导出；下盘开孔连接两台压力控制器和一台水压传感器。导向装置由上压杆、下压杆和穿过平台架的两个导向杆构成，上压杆底部中心安有球头螺丝可与滑动杆上部承压块接触施加压力，下压杆通过轴承与加压装置相连接，导向杆通过螺母与上、下压杆连接。加压装置由砝码托盘和砝码拉杆构成，可盛放砝码施加竖向压力。
[0006]本专利技术具有如下优点：
[0007]本专利技术可以满足模拟恒荷载下土体破坏过程实验的要求：通过在砝码托盘施加砝码压力源将竖向力传入压力室的试样，满足破坏瞬间维持竖向压力恒定的要求；压力室底盘可接入高采集频率水压传感器，可采集到破坏瞬间土体孔隙水压力的变化；压力室内部放置水下荷重传感器可直接测量到试样表面受力，消除了滑动杆与压力室上盘摩擦影响；底部托盘通过轴承装置铰接到导向装置下压杆可以保证受力的竖向传导。此装置设计简单
可靠，各部件易拆装更换，完全可以满足模拟恒荷载下土体破坏过程重维持竖向压力恒定和通过连接高采样频率水压传感器可实现孔隙水压力密集采集的要求。
附图说明
[0008]图1为本专利技术一种可维持恒荷载的三轴试验装置的结构示意图；
[0009]图2为本专利技术一种可维持恒荷载的三轴试验装置的压力室示意图；
[0010]图3为本专利技术一种可维持恒荷载的三轴试验装置的滑动杆连接示意图。
[0011]图中：1、平台架台面；2、直线轴承；3、螺丝；4、卡扣；5、柱腿；6、撑杆；7、角座；8、脚杯；9、压力室；10、上压杆；11、导向杆；12、下压杆；13、球头螺丝；14、螺母；15、关节轴承；16、砝码拉杆；17、砝码托盘；18、压块；19、滑动杆；20、压力室上盘；21、有机玻璃腔体；22、圆顶盖螺母；23、螺杆；24、压力室下盘；25、水压控制器连接孔；26、水压传感器连接孔；27、水下荷重传感器。
具体实施方式
[0012]下面结合附图对本专利技术适用于可维持恒荷载的三轴试验装置的具体实施方式进行说明：
[0013]如图1所示，本专利技术由四部分组成，平台架作为整个结构的平台和支撑结构，主体由平台架台面1、直线轴承2、卡扣4、柱腿5、撑杆6和脚杯8组成，结构采用不锈钢材料，保证结构的强度，平台架台面1通过螺丝3连接直线轴承2可使导向杆11滑动，平台架台面1与卡扣4通过螺丝3连接可固定安放在平台架台面1上的压力室9，平台架台面1与撑杆6通过螺丝3连接，柱腿5与撑杆6之间通过角座7固定，平台架底部安装脚杯8实现调平功能。导向装置由上压杆10、导向杆11和下压杆12通过螺母14连接构成刚性框架；球头螺丝13与上压杆10通过螺母14连接导向装置，球头螺丝13通过接触压块18施加压力，下压杆13通过关节轴承15与砝码拉杆16连接，关节轴承15可视为铰接结构，可以保证放在砝码托盘17的压力源能够竖向传导力的作用。加压装置通过砝码拉杆16与砝码托盘17通过螺纹连接，上部可放置砝码压力源施加压力，可通过在砝码托盘17底部安置千斤顶调节竖向压力大小。压力室9是盛放试样的装置，其包括滑动杆件装置、压力室上盘20、有机玻璃腔体21、和压力室下盘24构成，有机玻璃腔体上下端放置橡皮垫圈与压力室上盘20和压力室下盘24接触，保证密封性，整体通过圆顶盖螺母22和螺杆23连接；压力室下盘24开有两个水压控制器连接孔25可以实现控制器对试样的压力控制，一个水压传感器连接孔26可以连接高采样频率的水压传感器对试样孔隙水压力密集采集。滑动杆装置包括压块18、滑动杆19和水下荷载重传感器27组成，滑动杆19上部与压块18通过螺纹连接，下部与水下荷重传感器27通过螺纹连接，滑动杆19采用中空设计，可使水下荷重传感器27的电缆穿过，并从压块18开孔处穿出；滑动杆19穿过压力室上盘20内部涂抹有润滑油的橡皮环，保证压力室9的密封性。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可维持恒荷载的三轴试验装置，其特征在于，该试验装置包括：平台架，用于装置整体的安放和固定；导向装置，用于将加压装置的提供的力传入到压力室内部；压力室，用于试验样品的安放和测试；加压装置，用于提供稳定的恒荷载；所述导向装置通过直线轴承(4)穿过平台架，所述压力室通过平台架台面(1)安放的卡扣(2)固定在平台架台面，所示加压装置通过关节轴承(15)连接到导向装置底部。2.根据权利要求1所述的一种可维持恒荷载的三轴试验装置，其特征在于，所述的平台架主体由平台架台面(1)、直线轴承(2)、卡扣(4)、柱腿(5)、撑杆(6)和脚杯(8)组成，直线轴承(2)和卡扣(4)安放在平台架台面(1)上，柱腿(5)和撑杆(6)利用角座(7)连接，脚杯(8)与柱腿(5)螺纹连接；所述导向装置由上压杆(10)、两根导向杆(11)和下压杆(12)构成刚性框架，导向杆(11)和上压杆(10)与下压杆(12)通过螺母(14)连接；所述压力室(9)由滑动装置和压力室上盘(20)、有机玻璃腔体(21)和压力室下盘(24)组成，通过圆顶盖螺母(22)和螺杆(23)连接；所述加压装置由砝码拉杆(16)和砝码托盘(17)构成，通过螺纹连接。3.根据权利要求1所述的一种可维持恒荷载的三轴试验装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔行，戴福初，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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