CN101256128A - 设有围压稳定补偿器的振动三轴测定仪 - Google Patents

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CN101256128A CNA2008100206507A CN200810020650A CN101256128A CN 101256128 A CN101256128 A CN 101256128A CN A2008100206507 A CNA2008100206507 A CN A2008100206507A CN 200810020650 A CN200810020650 A CN 200810020650A CN 101256128 A CN101256128 A CN 101256128A
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CNA2008100206507A
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Inventor
范明桥
蔡正银
张建卫
贾喜群
肖雪宏
范春生
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Abstract

设有围压稳定补偿器的振动三轴测定仪，机架中设有三轴压力室，其上方设有传力轴，传力轴连杆上端设有轴向伺服液压系统，结构是动力油缸通过油缸活塞推拉传力轴，传力轴的下端设有样品帽，传力轴的连杆上还设有负荷传感器；三轴压力室侧面设有围压加压系统，该系统中设有侧向水缸，特征是围压加压系统中设有围压稳定补偿器，结构是：侧向水箱与侧向液压缸连接，同时在动力油缸上方设有与传力轴同轴的串联水缸并通过耐压空心钢管与侧向水箱连通。本发明解决了现有技术侧向围压不足，或围压波动幅度过大，超过允许误差的问题，本发明在轴向振动时围压可保持稳定，围压波动幅度不超过围压值的2％。同时，侧向围压最大可以加到5MPa。

Description

设有围压稳定补偿器的振动三轴测定仪
技术领域
本申请涉及一种土木工程试验机械，具体涉及一种设有围压稳定补偿器的振动三轴测定仪。
背景技术
大型振动三轴测定仪(通称振动三轴仪)是测定粗颗粒土的动力特性，如动强度、动模量、动力变形参数等的最常用仪器。现有技术的大型振动三轴测定仪结构是：在机架中设有三轴压力室，三轴压力室上方设有传力轴，传力轴的连杆上端设有轴向伺服液压系统：该轴向伺服液压系统的结构是动力油缸(轴向激振器)通过活塞推拉传力轴，传力轴的下端设有样品帽，用以固定样品；传力轴上还设有负荷传感器；三轴压力室的侧面设有围压加压系统，该围压加压系统中设有侧向水箱，所述侧向水箱与空气压缩机连通。由于这种传统的振动三轴仪仅在轴向采用伺服液压方式加压；而侧向围压使用空气压缩机加压，侧向围压最大只能加到2.0MPa。为解决侧向围压不足问题，虽然可以采用其他方式加大侧向围压，例如可以加到5Mpa；然而，在较大荷载轴向振动时，试样变形可达5～10mm，由于围压水的可压缩量很小，轴向活塞连杆在压力室内上下运动将导致围压产生较大波动。尽管侧向压力伺服液压系统可以调节围压，但由于振动频率较快(可达到0.3～1.0次/秒)，连杆活塞运动行程大，此项调节远跟不上轴向振动造成的围压波动，围压波动幅度可达围压值的7％～10％，超过允许误差范围。所以，如何加大侧向围压的课题成为现有技术中未解决的难题。
发明内容
针对现有技术中侧向围压波动幅度过大，超过允许误差的问题，本申请的目的是提供一种设有围压稳定补偿器的振动三轴测定仪，本发明在轴向振动时围压可保持稳定，在较大的动力试验时围压波动幅度不超过围压值的2％。侧向围压最大可以加到5MPa。
完成上述发明任务的技术方案是，一种设有围压稳定补偿器的振动三轴测定仪，在机架中设有三轴压力室，该三轴压力室上方设有传力轴，该传力轴的连杆上端设有轴向伺服液压系统：所述轴向伺服液压系统的结构是动力油缸(轴向激振器)通过油缸活塞推拉传力轴，传力轴的下端设有样品帽，用以固定样品；传力轴的连杆上还设有负荷传感器；三轴压力室的侧面设有围压加压系统，该围压加压系统中设有侧向水缸，其特征在于，所述的围压加压系统中设有围压稳定补偿器，该围压稳定补偿器的结构是：在所述动力油缸的上方设有与传力轴同轴的串联水缸，所述侧向水缸与侧向液压缸连接，同时，该串联水缸通过钢管与所述的侧向水箱连通。
本发明的优化方案有：
1、所述串联水缸的活塞直径与进入三轴压力室的连杆直径相等。
2、所述的围压加压系统采用伺服液压方式加压，其结构是：所述负荷传感器的输出，在输出给测定数据显示机构的同时，接围压加压系统的控制电路，该控制电路控制围压加压系统的侧向液压缸。
3、所述的钢管采用大口径空心钢管，该大口径空心钢管的直径为50mm以上。
本发明在机架顶部设置了与动力油缸活塞同轴相连的串联水缸，水缸活塞直径与进入压力室的连杆直径相等，此水缸顶部通过大口径空心钢管与提供围压的水缸前部空间相连。试验前，压力室、侧压水缸前部、空心钢管、顶部串联上部水缸均充满水。当轴向活塞向下运动时，带动串联水缸活塞向下运动，压力室内的水通过钢管流向串连水缸上部，正好填补充到由轴向水缸活塞向下运动而腾出的相同体积的空间，压力室内的水体不会被压缩，水压力保持不变。活塞向上运动时也是这样，只是水流方向相反。这样在轴向振动时围压可保持稳定。实际试验结果表明，采用此项技术，在较大的动力试验时围压波动幅度不超过围压值的2％。侧向围压最大可以加到5MPa。
附图说明
图1为本发明的振动三轴仪结构图；
图2为围压稳定补偿器局部放大图。
具体实施方式
实施例1，设有围压稳定补偿器的振动三轴测定仪，参照图1、图2：在机架5中设有三轴压力室7，三轴压力室7上方设有传力轴9，传力轴9的连杆上端设有动力油缸(轴向激振器)，通过油缸活塞推拉传力轴9，传力轴9的下端设有样品帽10，用以固定样品12；传力轴9的连杆上还设有负荷传感器6；三轴压力室7的侧面设有侧向水箱2，侧向水箱2与侧向液压缸1连接。同时，在动力油缸4的上方设有与传力轴9同轴的串联水缸3，该串联水缸3通过钢管11与侧向水箱2连通。串联水缸3的活塞直径与进入三轴压力室的连杆直径相等，以此构成围压稳定补偿器。同时，负荷传感器6在输出给测定数据显示机构的同时，接围压加压系统的控制电路，该控制电路控制围压加压系统的侧向液压缸1。

Claims (4)

1、一种设有围压稳定补偿器的振动三轴测定仪，在机架中设有三轴压力室，该三轴压力室上方设有传力轴，该传力轴的连杆上端设有轴向伺服液压系统：所述轴向伺服液压系统的结构是动力油缸(轴向激振器)通过油缸活塞推拉传力轴，传力轴的下端设有样品帽，用以固定样品；传力轴的连杆上还设有负荷传感器；三轴压力室的侧面设有围压加压系统，该围压加压系统中设有侧向水缸，其特征在于，所述的围压加压系统中设有围压稳定补偿器，该围压稳定补偿器的结构是：所述侧向水缸与侧向液压缸连接，同时，在所述动力油缸的上方设有与传力轴同轴的串联水缸，该串联水缸通过钢管与所述的侧向水缸连通。
2、根据权利要求1所述的设有围压稳定补偿器的振动三轴测定仪，其特征在于，所述串联水缸的活塞直径与进入三轴压力室的连杆直径相等。
3、根据权利要求1所述的设有围压稳定补偿器的振动三轴测定仪，其特征在于，所述的围压加压系统采用伺服液压方式加压，其结构是：所述负荷传感器的输出，在输出给测定数据显示机构的同时，接围压加压系统的控制电路，该控制电路控制围压加压系统的侧向液压缸。
4、根据权利要求1或2或3所述的设有围压稳定补偿器的振动三轴测定仪，其特征在于，所述的耐压空心钢管采用大口径耐压空心钢管，该大口径空心钢管的直径为50mm以上；耐压5MPa以上。
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