【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及岩土力学试验，具体涉及一种测定冻结碎散材料动力响应的高频动三轴试验系统。
技术介绍
1、在高速铁路工程中，许多现场试验表明，当列车速度达到时速350km时，线路构筑物振动频率在20 hz~60 hz范围内变化，基床表层的加速度高达0.2 g。
2、列车行进过程中产生的动荷载的振动频率也在20 hz~60 hz范围内，在高铁路基的建造结构中，道砟等粗颗粒材料作为轨道结构的支撑层，基床填料等碎散材料作为轨道板的支撑结层，都承受列车高频动荷载的影响。加之一些线路处于特殊的地理及气候条件，如哈大线（哈尔滨至大连高速铁路）、兰新客专（兰州至乌鲁木齐客运专线），由于位于我国北方地区，冬季气温极低，路基填料及道砟等材料由于降温而冻结，但由于列车的运行而不得不承受列车高频动荷载的影响。然而，现阶段，对填料、道砟等碎散材料在冻结状态下测定其高频动应力响应行为的测试仪器尚属空白。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种测定冻结碎散材料动力响应的高频动三轴试验系统，能够实现在有围压状态下对碎散材料冻结变形的测定，能够对被测试材料施加最高100 hz的动荷载。
2、本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：
3、一种测定冻结碎散材料动力响应的高频动三轴试验系统，包括主机框架，还包括：
4、低温压力室、低温换热装置和制冷装置，低温压力室可拆卸设于主机框架顶部，低温换热装置设于低温压力室内，制冷装置接于低温换热装置；轴力液
5、体积压力控制器，体积压力控制器接于低温压力室，体积压力控制器用于向试样施加围压和反压；数据采集系统和控制系统，数据采集系统用于对试样的温度、变形和受力数据进行采集，控制系统用于汇总数据采集系统采集的数据并对试样的温度、围压、轴向力和轴向荷载的施加进行控制；液压站，液压站用于向轴力液压加载装置提供液压。
6、进一步地，主机框架顶部设有金属台座和电动升降组件，低温压力室可拆卸设于金属台座上，电动升降组件可带动低温压力室升降。
7、进一步地，轴力液压加载装置包括电液伺服阀、蓄能器和加载杆，加载杆通过轴向传力结构接于低温压力室，加载杆与控制系统电性连接，电液伺服阀通过液压管分别与蓄能器、加载杆连接，电液伺服阀、蓄能器均通过液压管接于液压站，液压管上设有液压管阀。
8、进一步地，电液伺服阀和蓄能器均设有两个，电液伺服阀和蓄能器一一对应连接。
9、进一步地，低温压力室的底部可拆卸设有压力平衡缸，压力平衡缸可拆卸设于金属台座上，压力平衡缸包括上腔室和下腔室，上腔室与大气连通，下腔室与低温压力室内连通。
10、进一步地，低温压力室顶部设有压力传感器，压力传感器电性接于数据采集系统。
11、进一步地，金属台座内设有温度传感器，温度传感器电性接于数据采集系统。
12、进一步地，加载杆底部设有位移传感器，位移传感器电性接于数据采集系统。
13、进一步地，低温换热装置包括柔性保温套和设于柔性保护套内的温控循环管路，制冷装置与温控循环管路连通并与控制系统电性连接。
14、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
15、1、本专利技术可模拟的温度范围在-30～+65℃之间，可在施加围压的条件下进行冻融循环试验，进而可用于研究不同温度碎散材料在高频动荷载作用下的动力响应，实现了对冻结碎散材料动力响应的研究。
16、2、本专利技术可模拟碎散材料在冻结状态下并受到高频动荷载的作用，最大100 hz的加载频率提供了更多的频率选择，通过配备压力平衡缸，可很大程度上减少高频动态对围压的波动影响。
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1.一种测定冻结碎散材料动力响应的高频动三轴试验系统，包括主机框架（1），其特征在于，还包括：
2.根据权利要求1所述的测定冻结碎散材料动力响应的高频动三轴试验系统，其特征在于：主机框架（1）顶部设有金属台座（9）和电动升降组件（17），低温压力室（2）可拆卸设于金属台座（9）上，电动升降组件（17）可带动低温压力室（2）升降。
3.根据权利要求1所述的测定冻结碎散材料动力响应的高频动三轴试验系统，其特征在于：轴力液压加载装置（3）包括电液伺服阀、蓄能器（12）和加载杆（13），加载杆（13）通过轴向传力结构（10）接于低温压力室（2），加载杆（13）与控制系统（7）电性连接，电液伺服阀通过液压管分别与蓄能器（12）、加载杆（13）连接，电液伺服阀、蓄能器（12）均通过液压管接于液压站（8），液压管上设有液压管阀（11）。
4.根据权利要求3所述的测定冻结碎散材料动力响应的高频动三轴试验系统，其特征在于：电液伺服阀和蓄能器（12）均设有两个，电液伺服阀和蓄能器（12）一一对应连接。
5.根据权利要求1所述的测定冻结碎散材料动力响应的
6.根据权利要求1所述的测定冻结碎散材料动力响应的高频动三轴试验系统，其特征在于：低温压力室（2）顶部设有压力传感器（18），压力传感器（18）电性接于数据采集系统（6）。
7.根据权利要求2所述的测定冻结碎散材料动力响应的高频动三轴试验系统，其特征在于：金属台座（9）内设有温度传感器，温度传感器电性接于数据采集系统（6）。
8.根据权利要求3所述的测定冻结碎散材料动力响应的高频动三轴试验系统，其特征在于：加载杆（13）底部设有位移传感器（14），位移传感器（14）电性接于数据采集系统（6）。
9.根据权利要求1所述的测定冻结碎散材料动力响应的高频动三轴试验系统，其特征在于：低温换热装置（4）包括柔性保温套和设于柔性保护套内的温控循环管路，制冷装置（16）与温控循环管路连通并与控制系统（7）电性连接。
...【技术特征摘要】
1.一种测定冻结碎散材料动力响应的高频动三轴试验系统，包括主机框架（1），其特征在于，还包括：
2.根据权利要求1所述的测定冻结碎散材料动力响应的高频动三轴试验系统，其特征在于：主机框架（1）顶部设有金属台座（9）和电动升降组件（17），低温压力室（2）可拆卸设于金属台座（9）上，电动升降组件（17）可带动低温压力室（2）升降。
3.根据权利要求1所述的测定冻结碎散材料动力响应的高频动三轴试验系统，其特征在于：轴力液压加载装置（3）包括电液伺服阀、蓄能器（12）和加载杆（13），加载杆（13）通过轴向传力结构（10）接于低温压力室（2），加载杆（13）与控制系统（7）电性连接，电液伺服阀通过液压管分别与蓄能器（12）、加载杆（13）连接，电液伺服阀、蓄能器（12）均通过液压管接于液压站（8），液压管上设有液压管阀（11）。
4.根据权利要求3所述的测定冻结碎散材料动力响应的高频动三轴试验系统，其特征在于：电液伺服阀和蓄能器（12）均设有两个，电液伺服阀和蓄能器（12）一一对应连接。
5.根据权利要求1所述的测定冻结碎散材料动...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘先峰，袁胜洋，马杰，续嘉航，胡仁，刘瑞钊，于天佑，张冲，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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