CN102175527A

CN102175527A - 动静三轴试验机非饱和体变测量装置

Info

Publication number: CN102175527A
Application number: CN 201110004911
Authority: CN
Inventors: 陈宁; 常亚屏; 赵剑明; 刘启旺; 张栓旺; 刘小生; 王宏
Original assignee: China Institute of Water Resources and Hydropower Research
Current assignee: China Institute of Water Resources and Hydropower Research
Priority date: 2011-01-11
Filing date: 2011-01-11
Publication date: 2011-09-07

Abstract

本发明公开了一种动静三轴试验机非饱和体变测量装置，包括轴向位移传感器、计算机、测量与电液伺服控制器、位移传感器、油缸活塞、电液伺服阀、非饱和体变测量活塞、围压传感器、非饱和体变测量缸、三轴压力室、轴向加载活塞杆、轴向油缸活塞、轴向电液伺服阀、轴向油缸、活塞杆和试样容器。利用本发明能够方便测量非饱和体变值。

Description

动静三轴试验机非饱和体变测量装置

技术领域

本发明涉及一种实验设备，具体说，涉及一种动静三轴试验机非饱和体变测量装置。

背景技术

在现代岩土力学研究领域，需要根据用户不同要求配置围压系统、岩石土引伸计、高低温系统、孔隙水压系统、岩石直剪试验系统及岩石剪切、劈裂夹具等参数，完成岩石在不同围压下的三轴压缩试验、孔隙渗透试验、高低温环境试验。

但是，现有设备在试验过程中不能自动精确地控制及显示试验力、围压、轴向变形、径向变形等参数，使得测量非饱和体变值变得非常繁琐。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种动静三轴试验机非饱和体变测量装置，能够方便测量非饱和体变值。

技术方案如下：

一种动静三轴试验机非饱和体变测量装置，包括轴向位移传感器、计算机、测量与电液伺服控制器、位移传感器、油缸活塞、电液伺服阀、非饱和体变测量活塞、围压传感器、非饱和体变测量缸、三轴压力室、轴向加载活塞杆、轴向油缸活塞、轴向电液伺服阀、轴向油缸、活塞杆和试样容器；所述计算机和测量与电液伺服控制器通过电缆连接，所述测量与电液伺服控制器分别与所述电液伺服阀、位移传感器、围压传感器和轴向位移传感器通过导线连接；所述油缸活塞和非饱和体变测量活塞设置在所述非饱和体变测量缸内，并通过所述活塞杆相连接，所述电液伺服阀的两端通过管道分别连接所述油缸活塞两侧的油室；所述位移传感器设置在所述活塞杆上；所述轴向油缸活塞设置在所述轴向油缸内，所述轴向电液伺服阀的两端通过管道分别连接所述轴向油缸活塞两侧的油室；所述试样容器设置在所述三轴压力室内，所述围压传感器通过管道分别连接所述非饱和体变测量缸和三轴压力室；所述轴向油缸活塞通过所述轴向加载活塞杆伸入试样容器内部，所述轴向位移传感器设置在轴向加载活塞杆上。

进一步：在所述活塞杆和所述非饱和体变测量缸之间设置有密封环。

进一步：在所述轴向加载活塞杆与所述三轴压力室和轴向油缸之间设置有密封环。

技术效果包括：

1、利用本发明能够方便测量非饱和体变值。

2、压力室采用先进的密封技术及自平衡结构，轴压与围压互不影响。

3、测量控制系统先进，控制精度及自动化程度高，容错性强。

附图说明

图1是本发明动静三轴试验机非饱和体变测量装置的结构框图。

具体实施方式

本发明动静三轴试验机非饱和体变测量装置用于测量动静三轴试验机非饱和体变和控制周围压力。

下面参考附图和优选实施例，对本发明的技术方案作详细说明。

如图1所示，是本发明动静三轴试验机非饱和体变测量装置的结构框图。动静三轴试验机非饱和体变测量装置的结构包括：轴向位移传感器1、计算机2、测量与电液伺服控制器3、位移传感器4、油缸活塞5、电液伺服阀6、非饱和体变测量活塞7、围压传感器8、非饱和体变测量缸9、三轴压力室10、轴向加载活塞杆12、轴向油缸活塞13、轴向电液伺服阀14、轴向油缸15、活塞杆16和试样容器17。粗颗粒土试样11做为实验样本放置在试样容器17内。

计算机2内部加载有测量软件，和测量与电液伺服控制器3通过电缆连接，用于即时处理数据和参数，并向测量与电液伺服控制器3下发动作指令。测量与电液伺服控制器3分别与电液伺服阀6、位移传感器4、围压传感器8和轴向位移传感器1通过导线连接，根据动作指令控制上述元件动作。油缸活塞5和非饱和体变测量活塞7设置在非饱和体变测量缸9内，并通过活塞杆16相连接，电液伺服阀6的两端通过管道分别连接油缸活塞5两侧的油室。位移传感器4设置在活塞杆16上，用于记录活塞杆16的位移数据，并将位移数据传送给测量与电液伺服控制器3。

轴向油缸活塞13设置在轴向油缸15内，轴向电液伺服阀14的两端通过管道分别连接轴向油缸活塞13两侧的油室。试样容器17设置在三轴压力室10内，在试样容器17和三轴压力室10之间的空间充满水。围压传感器8通过管道分别连接非饱和体变测量缸9和三轴压力室10。轴向油缸活塞13通过轴向加载活塞杆12伸入试样容器17内部。轴向位移传感器1设置在轴向加载活塞杆12上，用于测量轴向加载活塞杆12的位移数据，并将位移数据传送给测量与电液伺服控制器3。

在活塞杆16和非饱和体变测量缸9之间，以及轴向加载活塞杆12与三轴压力室10和轴向油缸15之间均设置有密封环。

使用时，取适量粗颗粒土试样11放入三轴压力室10，通过轴向加载活塞杆12向粗颗粒土试样11施加轴向载荷，并通过非饱和体变测量活塞7向试样施加周围压力，这样就可以测量粗颗粒土试样11的非饱和体变。

动静三轴试验机非饱和体变测量装置通过电液伺服阀6和测量与电液伺服控制器3控制，可以准确施加与保持周围压力。在轴向通过轴向电液伺服阀14、轴向油缸活塞13和轴向加载活塞杆12向粗颗粒土试样11施加轴向载荷时，轴向加载活塞杆12将伸入试样容器17，但由于充满水的三轴压力室10的体积不变，这将造成三轴压力室10水压变化，水压的变化通过围压传感器8反馈到测量与电液伺服控制器3，又通过电液伺服阀6控制油缸活塞5和非饱和体变测量活塞7动作调整周围压力，这个过程将使周围压力基本保持稳定。

通过非饱和体变测量活塞7、轴向加载活塞杆12的面积，以及他们的位移数据，利用计算机2就可以计算非饱和体变值。

Claims

1.一种动静三轴试验机非饱和体变测量装置，其特征在于：包括轴向位移传感器、计算机、测量与电液伺服控制器、位移传感器、油缸活塞、电液伺服阀、非饱和体变测量活塞、围压传感器、非饱和体变测量缸、三轴压力室、轴向加载活塞杆、轴向油缸活塞、轴向电液伺服阀、轴向油缸、活塞杆和试样容器；所述计算机和测量与电液伺服控制器通过电缆连接，所述测量与电液伺服控制器分别与所述电液伺服阀、位移传感器、围压传感器和轴向位移传感器通过导线连接；所述油缸活塞和非饱和体变测量活塞设置在所述非饱和体变测量缸内，并通过所述活塞杆相连接，所述电液伺服阀的两端通过管道分别连接所述油缸活塞两侧的油室；所述位移传感器设置在所述活塞杆；所述轴向油缸活塞设置在所述轴向油缸内，所述轴向电液伺服阀的两端通过管道分别连接所述轴向油缸活塞两侧的油室；所述试样容器设置在所述三轴压力室内，所述围压传感器通过管道分别连接所述非饱和体变测量缸和三轴压力室；所述轴向油缸活塞通过所述轴向加载活塞杆伸入试样容器内部，所述轴向位移传感器设置在轴向加载活塞杆上。

2.如权利要求1所述的动静三轴试验机非饱和体变测量装置，其特征在于：在所述活塞杆和所述非饱和体变测量缸之间设置有密封环。

3.如权利要求1或者2所述的动静三轴试验机非饱和体变测量装置，其特征在于：在所述轴向加载活塞杆与所述三轴压力室和轴向油缸之间设置有密封环。