一种含气土三轴体变测试装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种含气土三轴体变测试装置及测试方法，所述装置包括：封闭型双室系统

【技术实现步骤摘要】
一种含气土三轴体变测试装置及测试方法


[0001]本专利技术属于及土工试验领域的
，特别涉及一种含气土三轴体变测试装置及测试方法
。

技术介绍

[0002]含气土的体变是建立土体本构模型的重要测量参数，体变较难肉眼观察
。
国内外文献介绍了许多体变的测量方法，例如安装局部应变传感器测量静态试验中的体变，虽该方法适用于局部应变或规整的试样体变，但传感器安装复杂，操作人员技术要求高
。
又例如通过激光测距
、
电磁波测距和数码摄像结合图像处理技术等非接触技术测量静
、
动态试验中试样体变，这类方法对测量环境要求高，压力室透明介质的折射降低体变精度，光学测量设备价格昂贵
。
因此，采用主流的流体法较为合适，即通过测量试样周边内围压腔室的流体体积变化来间接测土样体积变形
。
[0003]现有专利
(
殷建华
.
一种三轴试验装置：
CN2539170Y.2003
‑
03
‑
05.)
在内室增设顶盖使内室被外室包围，解决顶盖受内外室水压力伸长的问题
。
在此基础上有专利
(
周超
,
吴宏伟
,
程青
.
一种可精确测量非饱和土变形规律的温控三轴系统
.CN106596283A,2017
‑
04
‑
26.)
>改进底座增设底座陶土板，在此基础上有专利
(
陈正汉
,
孙树国
,
朱元青，等
.
一种非饱和土多功能三轴仪及其制样装置
.CN109443869A,2019
‑
03
‑
08.)
改进增设传感器，但均存在内室垂直加荷轴贯通大气和内室导致渗水
、
内室顶部余有空间
、
内外室管路施加压滞后
、
内室不易更换安装等问题
。
[0004]综上所述，在对土的体变进行高精度测量，减少体变测量设备的布设空间
、
缩减体变测量设备采购或体变测量设备改装的资金投入
、
降低试验人员的操作设备的能力要求及培训时间，提高三轴内室测量体变的精度成了急需解决的问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，减少体变测量设备的布设空间
、
合理有效的投入体变测量设备采购或体变测量设备改装资金
、
降低试验人员的操作设备的能力要求及培训时间，提高三轴内室测量体变的精度等问题，提出了一种含气土三轴体变测试装置及测试方法
。
[0006]本专利技术首先提供了一种含气土三轴体变测试装置，包括封闭型双室系统
、
压力加载及体变监测系统以及数据采集控制系统；所述的封闭型双室系统包括外围压压力室
、
荷载传感器
、
内围压压力室
、
三轴底座
、
位移传感器
、
孔压传感器；所述外围压压力室和内围压压力室均设置在三轴底座上；外围压压力室将所述内围压压力室罩住且外围压压力室与内围压压力室之间不接触，外围压压力室与内围压压力室之间不接触的空隙形成外围压腔室；荷载传感器设置在内围压压力室顶部的外侧，荷载传感器用于测量内围压压力室顶部的荷载，位移传感器设置在三轴底座上用于测量内围压压力室的轴向位移，孔压传感器外设在三轴底座上并通过管路与内围压压力室连通，用于测量内围压压力室试样内的孔压变
化；所述内围压压力室包括内室底座
、
设置在内室底座上的支撑固定部件
、
设置在支撑固定部件顶部的开设有穿孔的内室顶盖以及通过内室顶盖穿孔的试样加载轴；
[0007]所述压力加载及体变监测系统包括压力体积控制器，所述压力体积控制器通过导管与封闭型双室系统连通并用于调节封闭型双室系统的压力；
[0008]所述数据采集控制系统用于接收荷载传感器
、
位移传感器以及孔压传感器采集的信息，监测并记录内围压压力室的体积变化；数据采集控制系统还用于根据接收到的信息控制压力加载及体变监测系统进行压力调节
。
[0009]作为本专利技术的优选方案，所述的压力加载及体变监测系统包括压力体积控制器
、
控制面板
、
导管
、
阀门；所述压力体积控制器通过导管与封闭型双室系统连接；所述导管上设置有阀门通过所述控制面板能够对压力体积控制器进行手动控制
。
[0010]作为本专利技术的优选方案，所述压力加载及体变监测系统具有四台压力体积控制器，四台压力体积控制器分别与外围压压力室
、
内围压压力室的内腔
、
内围压压力室的外腔
、
三轴底座相连
。
[0011]本专利技术还提供了一种基于上述含气土三轴体变测试装置的测试方法，包括如下步骤：
[0012]1)
试验准备：清理试验场地
、
检查配电线路，安放并检查封闭型双室系统
、
压力加载及体变监测系统
、
数据采集控制系统；
[0013]2)
装样及检查：拆解内围压压力室的各部件并将这些部件放入水下抽真空，安放不锈钢金属试样于内围压压力室拆解后的内室底座上，不锈钢金属试样上依次放置滤纸和透水石，包裹橡皮膜，然后将内围压压力室安装到三轴底座上；安装好内围压压力室后向内围压压力室内部注水；连接管道于外围压压力室与三轴底座上，并检查密封性；
[0014]3)
调试设备：罩上外围压压力室，将荷载传感器清零校准，对准压力体积控制器校准，通过数据采集控制系统将荷载传感器和内围压压力室进行合轴，用水泵将外围压压力腔室注满水，并检查气密性；
[0015]4)
标定试验：通过数据采集控制系统控制压力体积控制器，从而对内围压压力室注水增加内围压压力室的围压；对内围压压力室的内部进行体变标定，获得不锈钢金属试样的试验体变结果；
[0016]5)
正式试验：步骤
4)
标定试验结束后，拆卸设备，将步骤装样及检查过程中的不锈钢金属试样，替换为试样土样，并重复步骤
2)
‑
3)
的操作，通过数据采集控制系统对试验进行三轴压缩试验获得试样土样的试验体变结果；
[0017]6)
数据处理：将试样土样的试验体变结果减去不锈钢金属试样的试验体变结果，最后得到试样实际的体变结果；
[0018]7)
拆卸设备，清洗试样，涂抹硅油或润滑油进行养护
。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果是：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种含气土三轴体变测试装置，其特征在于，包括封闭型双室系统
(1)、
压力加载及体变监测系统
(2)
以及数据采集控制系统
(3)
；所述的封闭型双室系统
(1)
包括外围压压力室
(1
‑
1)、
荷载传感器
(1
‑
2)、
内围压压力室
(1
‑
3)、
三轴底座
(1
‑
4)、
位移传感器
(1
‑
5)、
孔压传感器
(1
‑
6)
；所述外围压压力室
(1
‑
1)
和内围压压力室
(1
‑
3)
均设置在三轴底座
(1
‑
4)
上；外围压压力室
(1
‑
1)
将所述内围压压力室
(1
‑
3)
罩住且外围压压力室
(1
‑
1)
与内围压压力室
(1
‑
3)
之间不接触，外围压压力室
(1
‑
1)
与内围压压力室
(1
‑
3)
之间不接触的空隙形成外围压腔室；荷载传感器
(1
‑
2)
设置在内围压压力室
(1
‑
3)
顶部的外侧，荷载传感器
(1
‑
2)
用于测量内围压压力室
(1
‑
3)
顶部的荷载，位移传感器
(1
‑
5)
设置在三轴底座
(1
‑
4)
上用于测量内围压压力室
(1
‑
3)
的轴向位移，孔压传感器
(1
‑
6)
外设在三轴底座
(1
‑
4)
上并通过管路与内围压压力室
(1
‑
3)
连通，用于测量内围压压力室
(1
‑
3)
试样内的孔压变化；所述内围压压力室
(1
‑
3)
包括内室底座
、
设置在内室底座上的支撑固定部件
、
设置在支撑固定部件顶部的开设有穿孔的内室顶盖以及通过内室顶盖穿孔的试样加载轴；所述压力加载及体变监测系统
(2)
包括压力体积控制器
(2
‑
1)
，所述压力体积控制器
(2
‑
1)
通过导管
(2
‑
3)
与封闭型双室系统
(1)
连通并用于调节封闭型双室系统
(1)
的压力；所述数据采集控制系统
(3)
用于接收荷载传感器
(1
‑
2)、
位移传感器
(1
‑
5)
以及孔压传感器
(1
‑
6)
采集的信息，监测并记录内围压压力室的体积变化；数据采集控制系统
(3)
还用于根据接收到的信息控制压力加载及体变监测系统
(2)
进行压力调节
。2.
根据权利要求1所述的含气土三轴体变测试装置，其特征在于，所述的压力加载及体变监测系统
(2)
包括压力体积控制器
(2
‑
1)、
控制面板
(2
‑
2)、
导管
(2
‑
3)、
阀门
(2
‑
4)
；所述压力体积控制器
(2
‑
1)
通过导管
(2
‑
3)
与封闭型双室系统
(1)
连接；所述导管
(2
‑
3)
上设置有阀门
(2
‑
4)
通过所述控制面板
(2
‑
2)
能够对压力体积控制器
(2
‑
1)
进行手动控制
。3.
根据权利要求1所述的含气土三轴体变测试装置，其特征在于，所述压力加载及体变监测系统
(2)
具有四台压力体积控制器
(2
‑
1)
，四台压力体积控制器
...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍婷玉，潘道明，蔡袁强，孙宏磊，夏超波，崔治，潘晓东，曾玲玲，史吏，袁宗浩，沈梦芬，潘坤，王康宇，徐山琳，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：