【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及土体试验装置，尤其涉及一种粗颗粒土大型三轴围压室及试样制作与安装方法。
技术介绍
1、自然界中土体发生变形可能导致工程的不稳定，严重情况下可能发生坍塌毁坏等现象，所以模拟土体在原始应力状态下的力学性能，是工程设计的重要依据。由于深部土体处于复杂的应力状态，土体多处于三向应力状态，本身又是一种十分复杂的天然材料,在很多情况下,简单应力状态下的土体应力试验不能完全反映工程实际中的土体应力状态，必须充分认识复杂应力状态下土体的力学性质，防患于未然。因此开展三轴状态下的土体试验研究显得十分重要。
2、中国专利公布号为cn111103185a，公布日为2020年5月5日，专利名称为“旋压式粗粒土三轴实验制样器及制样方法”的专利技术专利申请中，提出了一种旋压式粗粒土三轴实验制样器及制样方法，包括底座、反力架、橡皮膜、制样筒、旋压装置、透水板、试样帽。而采用的橡皮膜存在着不容易保持试样形态的问题，一旦制样筒撤掉，容易失稳溃散，尤其是对以上的大型试样；同时由于粗颗粒土内部间隙较大，单层橡胶膜不能承受较大的压力，故单层橡胶膜在围压较大时容易压漏的现象。
3、中国专利公布号为cn104316380b，公布日为2017年2月15日，专利名称为“一种粗粒土三轴试验制样仪及其使用方法”的专利技术专利申请中，试样的外部包裹干砂，但是试样在受围压状态时也受干砂颗粒度影响；而压力室内圆筒提升出以后，隔离布套与试样之间会产生间隙，原本击实的试样可能会产生一定的松散，对试样有一定的影响。
技术实现思
1、本专利技术为解决上述问题，提供一种粗颗粒土三轴围压室，采用内外双层热缩膜加硅胶膜的隔离层，既容易保持试样的形态，又提高了抗围压能力；同时采用两种测量变形的装置，能准确测量试样轴向变形。
2、本专利技术提出的一种粗颗粒土大型三轴围压室，包括围压室筒体部件、试样安装组件以及辅助支撑座；其中，试样安装组件为三层膜的筒状结构，试样放置在试样安装组件的内部；围压室筒体部件固定在试样安装组件的外围，共同固定在辅助支撑座上，与试样安装组件共同测量试样产生的轴向形变。
3、进一步的，围压室筒体部件包括截止阀、围压容器上盖、盖帽、压杆盘、拉线光码器、围压室体、底部法兰盘、导向环、防尘圈以及活塞杆密封件；其中：围压容器上盖和底部法兰盘分别固定在围压室体的顶端和底端；围压容器上盖为中空的圆柱结构，用于安装与围压容器上盖匹配的压杆盘，且在围压容器上盖与压杆盘的接触处使用防尘圈和活塞杆密封件密封；导向环安装在围压容器上盖的槽内，使压杆盘沿围压容器上盖内部进行轴向运动；盖帽通过螺钉固定在压杆盘上；拉线光码器的一端固定在盖帽上，另一端固定在围压室体上；截止阀安装在围压容器上盖上。
4、进一步的，拉线光码器中的拉线的一端通过安装架固定在盖帽上，拉线的另一端固定在拉线光码器的内部。
5、进一步的，试样安装组件包括磁致伸缩传感器、位置磁铁、磁环安装板、连接块、球头座、球头压盘、锁紧套环、水管、隔离层、下端盖、上孔隙水压盘以及下孔隙水压盘；其中：下孔隙水压盘固定在下端盖上；隔离层由内至外依次为内护套热缩膜、硅胶膜以及外护套热缩膜，并将隔离层通过锁紧套环固定在下孔隙水压盘上；试样位于隔离层内，并在试样的上方放置上孔隙水压盘，利用球头座和球头压盘使上孔隙水压盘压紧试样，使用锁紧套环将球头压盘固定在隔离层的外表面上，并使用退火紫铜带固定在锁紧套环的接缝处，防止接缝处渗漏；水管的一端固定在球头压盘的水口处，另一端固定在下端盖的水口处；磁致伸缩传感器固定在下端盖上，位置磁铁通过磁环安装板与连接块固定在球头压盘上。
6、进一步的，下端盖内部设有进水口和出水口，进水口与隔离层的内部相通，出水口与水管相通，使外部供水装置通过进水口进入隔离层的内部，再经由水管，从出水口流出。
7、进一步的，磁致伸缩传感器的表面设有外螺纹，与下端盖开设的螺纹孔配合，使磁致伸缩传感器的测量杆穿过下端盖，并使磁致伸缩传感器固定在下端盖的底部；位置磁铁通过螺钉固定在磁环安装板上，并使测量杆深入位置磁铁内部的孔内；磁环安装板通过连接块固定在球头座上。
8、进一步的，辅助支撑座包括底部支撑架、围压室支撑架以及接油盒；其中，将接油盒固定在底部支撑架上，围压室支撑架固定在接油盒中。
9、进一步的，下端盖固定在围压室支撑架上，底部法兰盘通过螺钉固定在下端盖的外围，使围压室筒体部件固定在试样安装组件的外围，围压室筒体部件与试样安装组件固定在辅助支撑座上。
10、由本专利技术提供的粗颗粒土大型三轴围压室，提出了与之对应的试样制作与安装方法，将试样加载到本专利技术提供的粗颗粒土大型三轴围压室中，具体包括以下步骤：
11、s1、将下端盖固定在围压室支撑架上，并将下孔隙水压盘固定在下端盖上，将热缩管吹缩模具放在下孔隙水压盘上；将内护套热缩膜套在热缩管吹缩模具和下端盖的根部，使用热风枪自下而上均匀烘烤内护套热缩膜，使内护套热缩膜紧紧缩在热缩管吹缩模具的外侧表面上；将硅胶膜套在内护套热缩膜外侧，再使用热风枪自下而上均匀烘烤外护套热缩膜；完成外护套热缩膜加热定型后，得到隔离层；使用锁紧套环将隔离层固定在下孔隙水压盘上，并在接缝处使用退火紫铜带进行密封；
12、s2、取出热缩管吹缩模具，将试样放在隔离层内，并并用夯实锤夯实，一直到需要的试样高度，把上表面夯平；
13、s3、将上孔隙水压盘放在试样上，装好球头座，用锁紧套环将围压室固定在球头座的下部凸台的外表面，并在接缝处使用退火紫铜带进行密封；
14、s4、将下端盖的水口和球头座上的水口用带螺旋的水管通过螺纹接头连接起来，完成试样安装组件的安装；
15、s5、将围压室筒体部件吊起，套在试样安装组件的外围，使用螺钉将底部法兰盘与下端盖紧固，至此试样加载完毕。
16、与现有技术相比，本专利技术能够取得如下有益效果：
17、(1)采用内外双层热缩膜加硅胶膜的隔离层，既容易保持试样的形态，又提高了抗围压能力；
18、(2)三层结构的隔离层组装过程简单且保证围压室筒体部件的密封性；
19、(3)采用两种测量变形的装置，能准确测量试样轴向变形；
20、(4)试样在受围压状态时不会受到隔离层的影响，且在围压室筒体部件吊起后隔离层与试样之间不会产生间隙。
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1.一种粗颗粒土大型三轴围压室，其特征在于，包括围压室筒体部件、试样安装组件以及辅助支撑座；其中，所述试样安装组件为三层膜的筒状结构，试样放置在所述试样安装组件的内部，并完成对所述试样产生的轴向形变的测量；所述围压室筒体部件固定在所述试样安装组件的外围，同时完成所述轴向形变的测量；所述试样安装组件与所述围压室筒体部件共同固定在所述辅助支撑座上。
2.根据权利要求1所述的粗颗粒土大型三轴围压室，其特征在于，所述围压室筒体部件包括截止阀、围压容器上盖、盖帽、压杆盘、拉线光码器、围压室体、底部法兰盘、导向环、防尘圈以及活塞杆密封件；其中：
3.根据权利要求2所述的粗颗粒土大型三轴围压室，其特征在于，所述拉线光码器中的拉线的一端通过所述安装架固定在所述盖帽上，所述拉线的另一端固定在所述拉线光码器的内部。
4.根据权利要求1所述的粗颗粒土大型三轴围压室，其特征在于，所述试样安装组件包括磁致伸缩传感器、位置磁铁、磁环安装板、连接块、球头座、球头压盘、锁紧套环、水管、隔离层、下端盖、上孔隙水压盘以及下孔隙水压盘；其中：
5.根据权利要求4所述的粗
6.根据权利要求4所述的粗颗粒土大型三轴围压室，其特征在于，所述磁致伸缩传感器的表面设有外螺纹，与所述下端盖开设的螺纹孔配合，使所述磁致伸缩传感器的测量杆穿过所述下端盖，并使所述磁致伸缩传感器固定在所述下端盖的底部；所述位置磁铁通过螺钉固定在所述磁环安装板上，并使所述测量杆深入所述位置磁铁内部的孔内；所述磁环安装板通过所述连接块固定在所述球头座上。
7.根据权利要求1所述的粗颗粒土大型三轴围压室，其特征在于，所述辅助支撑座包括底部支撑架、围压室支撑架以及接油盒；其中，将所述接油盒固定在所述底部支撑架上，所述围压室支撑架固定在所述接油盒中。
8.根据权利要求7所述的粗颗粒土大型三轴围压室，其特征在于，所述下端盖固定在所述围压室支撑架上，所述底部法兰盘通过螺钉固定在所述下端盖的外围，使所述围压室筒体部件固定在所述试样安装组件的外围，所述围压室筒体部件与所述试样安装组件固定在所述辅助支撑座上。
9.一种试样制作与安装方法，其特征在于，将所述试样加载到如权利要求1所述的粗颗粒土大型三轴围压室中，具体包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种粗颗粒土大型三轴围压室，其特征在于，包括围压室筒体部件、试样安装组件以及辅助支撑座；其中，所述试样安装组件为三层膜的筒状结构，试样放置在所述试样安装组件的内部，并完成对所述试样产生的轴向形变的测量；所述围压室筒体部件固定在所述试样安装组件的外围，同时完成所述轴向形变的测量；所述试样安装组件与所述围压室筒体部件共同固定在所述辅助支撑座上。
2.根据权利要求1所述的粗颗粒土大型三轴围压室，其特征在于，所述围压室筒体部件包括截止阀、围压容器上盖、盖帽、压杆盘、拉线光码器、围压室体、底部法兰盘、导向环、防尘圈以及活塞杆密封件；其中：
3.根据权利要求2所述的粗颗粒土大型三轴围压室，其特征在于，所述拉线光码器中的拉线的一端通过所述安装架固定在所述盖帽上，所述拉线的另一端固定在所述拉线光码器的内部。
4.根据权利要求1所述的粗颗粒土大型三轴围压室，其特征在于，所述试样安装组件包括磁致伸缩传感器、位置磁铁、磁环安装板、连接块、球头座、球头压盘、锁紧套环、水管、隔离层、下端盖、上孔隙水压盘以及下孔隙水压盘；其中：
5.根据权利要求4所述的粗颗粒土大型三轴围压室，其特征在于，所述下端盖内部设有进水口和出水口，所述进水口与所述隔离层的内...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹廷林，姬战国，王伟，何雨奇，刘彦波，张宁含玉，于济夫，
申请(专利权)人：中机试验装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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