CN109342205A - 一种消除围压影响的非饱和土三轴仪 - Google Patents

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李效臣
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Abstract

本发明公开了一种消除围压影响的非饱和土三轴仪，包括加压装置、套筒、压力室顶盖和压力室底座，加压装置固定设置于压力室顶盖中部，压力室顶盖和压力室底座之间通过长固定螺栓连接，并且套筒设置于长固定螺栓内侧，加压装置、套筒、压力室顶盖、压力室底座共同构成中空的压力室；所述加压装置设置有上活塞室、下活塞室和中空通道，中空通道将上活塞室与压力室连通，使上活塞室与压力室的体积和在压力杆升降过程中始终保持不变，消除压力杆升降造成压力室体积变化对围压的影响；并且中空通道将下活塞室与大气连通，消除了压力杆升降产生的正负压力，保证了测定结果的准确性。

Description

一种消除围压影响的非饱和土三轴仪
技术领域
本发明涉及岩土工程测试设备技术领域，更具体的说是涉及一种能够消除压力室体积变化对围压影响的非饱和土三轴仪。
背景技术
在工程实践中经常遇到多种特殊的土体，这些土体多处于非饱和状态，也就是其固体颗粒之间的孔隙不完全被液体填充，特别是对于非饱和土的渗透特性经常通过三轴仪进行分析测定。
但是普通的三轴仪在围压加载稳定后，通过压力杆向试样增加或减小荷载时会改变压力室的体积，进而引起围压的变化，使得实验条件改变，市场上现有的三轴仪不能检测并消除这一变化，在这种情况下，通过三轴仪所得的实验数据就不精确。
因此，如何提供一种能够消除压力室体积变化对围压影响的非饱和土三轴仪是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种消除压力室体积变化对围压影响的非饱和土三轴仪，本发明结构简单，能够提高所得实验数据的精确度。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种消除围压影响的非饱和土三轴仪，包括加压装置、套筒、压力室顶盖和压力室底座，所述加压装置固定设置于所述压力室顶盖中部，所述压力室顶盖和所述压力室底座之间通过长固定螺栓连接，并且所述套筒设置于所述长固定螺栓内侧，所述加压装置、所述套筒、所述压力室顶盖、所述压力室底座共同构成中空的压力室；
所述加压装置包括轴向设置的压力杆、加压装置顶盖和加压装置底座，所述加压装置顶盖和所述加压装置底座之间通过短固定螺丝连接，所述加压装置顶盖和所述加压装置底座连接在一起形成中空的活塞室并将压力杆卡嵌在活塞室内，所述压力杆将活塞室分为上活塞室和下活塞室，
并且所述下活塞室通过中空通道与外部大气连通，所述上活塞室通过中空通道与所述压力室连通。
中空通道将上活塞室与压力室连通，使上活塞室与压力室的体积和在压力杆升降过程中始终保持不变，消除压力杆升降造成压力室体积变化对围压的影响；并且中空通道将下活塞室与大气连通，消除了压力杆升降产生的正负压力，保证测定结果的准确性。
优选的，在上述一种消除围压影响的非饱和土三轴仪中，所述压力室底座设置有凹槽，凹槽内设置有陶土板，所述陶土板顶部依次设置有试样、透水石和多孔盖，通过中空通道向压力室加气压后，气体通过多孔盖和透水石进入试样。
优选的，在上述一种消除围压影响的非饱和土三轴仪中，所述试样、所述透水石和所述多孔盖外围设置有用于固定位置的套环，所述套环用来对所加试样进行位置固定，避免内部扰动对实验过程及结果产生影响。
优选的，在上述一种消除围压影响的非饱和土三轴仪中，所述加压装置底座与所述压力室顶盖之间通过中长固定螺丝固定连接，实现所述加压装置与所述压力室顶盖的连接。
优选的，在上述一种消除围压影响的非饱和土三轴仪中，所述上活塞室上下两端分别设置有用于隔绝空气的密封圈。
优选的，在上述一种消除围压影响的非饱和土三轴仪中，所述上活塞室与所述下活塞室之间设置有密封圈，实现所述上活塞室与所述下活塞室之间的隔绝密封。
优选的，在上述一种消除围压影响的非饱和土三轴仪中，所述下活塞室与所述压力室之间设置有密封圈，保证下活塞室与压力室之间的隔绝密封。
优选的，在上述一种消除围压影响的非饱和土三轴仪中，所述套筒与所述压力室顶盖、所述套筒与所述压力室底座，以及所述加压装置与所述压力室顶盖之间均设置有密封圈，实现压力室与外部大气的隔绝。
优选的，在上述一种消除围压影响的非饱和土三轴仪中，所述压力室底座一侧设置有排水管，试样在压力作用下固结排出的水，通过陶土板进入排水管后排出。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种消除围压影响的非饱和土三轴仪，加压装置是中空的，将下活塞室与大气连通，消除压力杆升降产生的正负压力；加压装置底座通过中空通道将上活塞室与压力室相连，当压力杆对试样增加或者减少荷载时，压力室内减少或增加的体积与上活塞室增加或减少的体积是相同的，进而保证了压力室与上活塞室的体积之和是固定不变的，确保压力杆增加或减少载荷的过程中维持围压的稳定。本发明消除了压力杆升降造成压力室体积变化对围压的影响，结构简单，提高了所得实验数据的精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明的整体结构示意图；
图2附图为本发明的加压装置的结构示意图一；
图3附图为本发明的加压装置的结构示意图二；
图4附图为本发明加压装置的俯视图。
在图1中：
1为加压装置、2为套筒、3为压力室顶盖、4为压力室底座、41为陶土板、42为试样、43为透水石、44为多孔盖、45为套环、5为压力室、6为活塞、61为上活塞室、62为下活塞室、7为压力杆、8为加压装置顶盖、9为加压装置底座、10为中空通道、1101为长固定螺栓、1102为短固定螺栓、1103为中长固定螺栓、12为密封圈、13为排水管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种消除围压影响的非饱和土三轴仪，结构简单，能够提高所得实验数据的精确度。
参见附图1-4，本发明提供了一种消除围压影响的非饱和土三轴仪，包括加压装置1、套筒2、压力室顶盖3和压力室底座4，加压装置1固定设置于压力室顶盖3中部，压力室顶盖3和压力室底座4之间通过长固定螺栓1101连接，并且套筒2设置于长固定螺栓1101内侧，加压装置1、套筒2、压力室顶盖3、压力室底座4共同构成中空的压力室5；
加压装置1包括轴向设置的压力杆7、加压装置顶盖8和加压装置底座9，加压装置顶盖8和加压装置底座9之间通过短固定螺丝1102连接，压力杆7将活塞室分为上活塞室61和下活塞室62。在不加压状态下，压力杆7可在活塞室6内进行自由上下滑动，加压装置顶盖8和加压装置底座9将压力杆7卡嵌活塞室内。
并且下活塞室62通过中空通道10与外部大气连通，上活塞室61通过中空通道10与压力室5连通。
为了进一步优化上述技术方案，压力室底座4设置有凹槽，凹槽内设置有陶土板41，陶土板41顶部依次设置有试样42、透水石43和多孔盖44。
为了进一步优化上述技术方案，试样42、透水石43和多孔盖44外围设置有用于固定位置的套环45。
为了进一步优化上述技术方案，加压装置底座9与压力室顶盖3之间通过中长固定螺丝1103固定连接，实现加压装置1与压力室顶盖3的连接。
为了进一步优化上述技术方案，上活塞室61上下两端分别设置有用于隔绝空气的密封圈12。
为了进一步优化上述技术方案，上活塞室61与下活塞室62之间设置有密封圈12。
为了进一步优化上述技术方案，下活塞室62与压力室5之间设置有密封圈12。
为了进一步优化上述技术方案，套筒2与压力室顶盖3、套筒2与压力室底座4，以及加压装置1与压力室顶盖3之间均设置有密封圈12。
为了进一步优化上述技术方案，压力室底座4一侧设置有排水管13。
具体的，将上述三轴仪应用于非饱和土的固结实验，将试样42置于陶土板41上，在试样42上放置透水石43，再加盖多孔盖44，用套环45将多孔盖44、透水石43与试样42固定位置。通过中空通道10向压力室5加气压，气体通过多孔板44和透水石43进入试样42。待气压稳定后，通过压力杆7向试样42加轴向压力，试样42固结排出的水，通过陶土板41进入排水管13然后排出。中空通道10将上活塞室61与压力室5连通，使上活塞室61与压力室5的体积和在压力杆7升降过程中始终保持不变，消除压力杆7升降造成压力室5体积变化对围压的影响。中空通道10将下活塞室62与大气连通，消除压力杆7升降产生的正负压力。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种消除围压影响的非饱和土三轴仪，其特征在于，包括加压装置(1)、套筒(2)、压力室顶盖(3)和压力室底座(4)，所述加压装置(1)固定设置于所述压力室顶盖(3)中部，所述压力室顶盖(3)和所述压力室底座(4)之间通过长固定螺栓(1101)连接，并且所述套筒(2)设置于所述长固定螺栓(1101)内侧，所述加压装置(1)、所述套筒(2)、所述压力室顶盖(3)、所述压力室底座(4)共同构成中空的压力室(5)；
所述加压装置(1)包括轴向设置的活塞室，压力杆(7)、加压装置顶盖(8)和加压装置底座(9)，所述加压装置顶盖(8)和所述加压装置底座(9)之间通过短固定螺丝(1102)连接，并且所述加压装置顶盖(8)和所述加压装置底座(9)构成中空的活塞室，将所述压力杆(7)卡嵌在所述活塞室内，将所述活塞室分为上活塞室(61)和下活塞室(62)；
所述下活塞室(62)通过中空通道(10)与外部大气连通，所述上活塞室(61)通过中空通道(10)与所述压力室(5)连通。
2.根据权利要求1所述的一种消除围压影响的非饱和土三轴仪，其特征在于，所述压力室底座(4)设置有凹槽，凹槽内设置有陶土板(41)，所述陶土板(41)顶部依次设置有试样(42)、透水石(43)和多孔盖(44)。
3.根据权利要求2所述的一种消除围压影响的非饱和土三轴仪，其特征在于，所述试样(42)、所述透水石(43)和所述多孔盖(44)外围设置有用于固定位置的套环(45)。
4.根据权利要求1所述的一种消除围压影响的非饱和土三轴仪，其特征在于，所述加压装置底座(9)与所述压力室顶盖(3)之间通过中长固定螺丝(1103)固定连接，实现所述加压装置(1)与所述压力室顶盖(3)的连接。
5.根据权利要求1所述的一种消除围压影响的非饱和土三轴仪，其特征在于，所述上活塞室(61)上下两端分别设置有用于隔绝空气的密封圈(12)。
6.根据权利要求1所述的一种消除围压影响的非饱和土三轴仪，其特征在于，所述上活塞室(61)与所述下活塞室(62)之间设置有密封圈(12)。
7.根据权利要求1所述的一种消除围压影响的非饱和土三轴仪，其特征在于，所述下活塞室(62)与所述压力室(5)之间设置有密封圈(12)。
8.根据权利要求1所述的一种消除围压影响的非饱和土三轴仪，其特征在于，所述套筒(2)与所述压力室顶盖(3)、所述套筒(2)与所述压力室底座(4)，以及所述加压装置(1)与所述压力室顶盖(3)之间均设置有密封圈(12)。
9.根据权利要求1所述的一种消除围压影响的非饱和土三轴仪，其特征在于，所述压力室底座(4)一侧设置有排水管(13)。
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FR2663121A1 (fr) * 1990-06-12 1991-12-13 Univ Lille Flandres Artois Cellule triaxiale d'essai polyvalente pour geo-materiaux.
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