CN115628987A - 一种可消除膜顺变效应影响的动静态三轴试验装置 - Google Patents

Abstract

一种可消除膜顺变效应影响的动静态三轴试验装置，属于土工试验技术领域，用于对砂砾料进行力学特性等试验研究，包括激光式位移控制全表面变形测量装置和补偿装置。全表面变形测量装置安装在主体支座结构的下台上部中心位置处，为砂砾料三轴试样提供安装空间，同时为后续试验提供所需的应力环境，测量橡皮膜的嵌入量。补偿装置用于向试样内注水以消除橡皮膜的顺变性。全表面变形测量装置与补偿装置之间通过软管连通，软管上设有可开合的阀门。本发明装置结构简单、布局合理、操作方便、时间成本低，实现了膜嵌入量随有效围压变化的精准测量，同时消除了试验加卸载过程中膜嵌入效应对于三轴砂砾料三轴试样体积变形或孔隙水压力变化的影响。

Description

一种可消除膜顺变效应影响的动静态三轴试验装置

技术领域

本发明属于土工试验技术领域，涉及一种可消除膜顺变效应影响的动静态三轴试验装置。

技术背景

中国处于环太平洋和地中海-喜马拉雅两大地震带上，地震频发。天然和人工砾性土场地都曾发生地震液化破坏现象，砾性土液化成为近年间国内外岩土地震工程中的前沿和热点课题。获取砾性土力学特性主要是通过室内三轴试验，为了使工程得到更好的抗震性能分析，提高实验结果的精确性就显得十分重要。

在常规三轴不排水试验中，橡皮膜主要存在顺变效应，即在有效围压发生变化时，橡皮膜嵌入体积顺势改变，进而影响孔隙水压力的发展。已有研究表明，橡皮膜嵌入对试验结果的影响是全方位的，对土的阻尼比和泊松比的测量尤其明显。

目前，橡皮膜顺变性消除方法主要有表面抵消法、仪器补偿法和计算修正法3类：

(1)表面抵消

表面抵消指通过处理试样外表面的方法，去除因颗粒孔隙而形成的凹凸不平，来抑制橡皮膜的嵌入。这类方法虽然形式多样，但这类方法对橡皮膜顺变性的效果参差不齐，比如涂胶方法被认为最高只能消除85％的橡皮膜影响，很多情况下甚至不及65％,同时借助外物抑制橡皮膜顺变或回弹也可能会对实验结果产生影响，且这种影响难以预估。

(2)计算修正

指从孔压发展的角度对试验结果进行修正，通过建立相对真实孔压发展模型来实现橡皮膜顺变性消除，并最终得到真实的抗液化强度曲线。我国学者周景星等认为：这种修正方法需要考虑孔压增量与各阶段的初始孔隙水压力的关系，故而增加了实验的时间成本及复杂程度。且该方法需根据大量复杂的工作建立合理孔压模型并获取可靠修正系数，在土动力学早期难以广泛开展，至今仍鲜有应用。

(3)仪器补偿

是指通过向试样内补水来补偿因橡皮膜顺变效应引起局部孔隙水运移而导致的土骨架局部排水的橡皮膜顺变效应的消除方法。因其理论简单且补偿精度高，故而成为目前三轴实验中应用最多的一种补偿方法。中国学者王鸾等(2020)则提出了一种新型橡皮膜顺变性补偿方法及原理，能够充分考虑补水过程中橡皮膜存在的分流作用，并通过开展液化试验发现该方法比Ramana等(1981)所提补偿原理更接近100％的补偿效果。

从以往的三轴试验来看，表面抵消法消除橡皮膜影响的能力较差；计算修正法过程复杂，成本较高；仪器补偿方法准确性较高，且对后续试验过程不产生干扰，试验结果可信度高，但是该类方法的准确性基于膜嵌入量测量的准确性，因此，本发明提出一种利用激光式位移控制全表面变形测量装置测量膜嵌入量，能够实际试验过程中对于膜嵌入效应进行实时补偿修正，大大提高了膜嵌入量测量的准确性。

发明内容

本发明的目的是基于仪器补偿的原理提出一种设备装置简单、试验操作方便，同时能较大程度消除橡皮膜顺变效应的装置，该装置可以通过常规三轴不排水试验对砂砾料三轴试验表面膜嵌入量进行精准的测量，且在不排水试验过程中对于膜顺变效应进行实时补偿修正，以解决膜顺变效应对于试验结果影响的问题。该装置具备操作简便，试验成本低以及试验结果准确等优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种可消除膜顺变效应影响的动静态三轴试验装置，用于对砂砾料进行力学特性等试验研究，所述的可动静态三轴试验装置包括激光式位移控制全表面变形测量装置和补偿装置。所述的激光式位移控制全表面变形测量装置安装在主体支座结构的下台上部中心位置处，为砂砾料三轴试样提供安装空间，同时为后续试验提供所需的应力环境，测量橡皮膜的嵌入量。所述的补偿装置用于向试样内注水以消除橡皮膜的顺变性。所述的激光式位移控制全表面变形测量装置与补偿装置之间通过软管300连通，所述软管300上设有可开合的阀门。

所述的激光式位移控制全表面变形测量装置包括：笔式位移传感器101、上排水口直通阀102、下排水口直通阀103、上孔隙水压力传感器104、下孔隙水压力传感器105、滑台106、RSF光栅尺107、圆环驱动器108、L型连接板109、无刷伺服电机110、钢制台座111、三轴试样底部排水管112、外置式轮辐式压力传感器113、钢垫板114、实心加载轴115、高精度围压传感器116、三轴压力室上盘117、内置式微型压力传感器118、三轴试样顶部排水管119、三轴试样帽120、钢制圆环内环121A、钢制圆环外环121B、有机玻璃三轴压力室外壳122、激光位移传感器测量装置123、三轴试样124、三轴试样底座125、台柱126、三轴压力室下盘127。所述的外置式轮辐式压力传感器113上表面连接口与加载装置的油缸活塞轴下端相连，其下表面连接口与实心加载轴115上端相连，用于测量三轴试样实际受力；所述的外置式轮辐式压力传感器113下表面与实心加载轴115顶部连接；所述的实心加载轴115下端与内置式微型压力传感器117上端法兰构件相连，内置式微型压力传感器118端法兰构件与三轴试样帽120相连；所述的钢垫板114一端设有通孔与实心加载轴115连接，钢垫板114平面与其下方的三轴压力室上盘117平行；所述的笔式位移传感器101垂直立于钢垫板114之上，用于测量三轴试样124的轴向变形，作为工控机控制加载的信号源；所述的三轴压力室上盘117非中心处开有多个通孔，分别用于装配下孔隙水压力传感器105、上孔隙水压力传感器104以及高精度围压传感器116，上孔隙水压力传感器104上侧设置上排水口直通阀102，下孔隙水压力传感器105上侧设置下排水口直通阀103；所述的三轴试样底座125固定于三轴压力室下盘127的中心位置，用于放置三轴试样124，在三轴压力室下盘127边缘处按圆周方向等距垂直设置三根台柱126，用于支撑整体结构；所述的有机玻璃三轴压力室外壳122装配在三轴压力室上盘117和三轴压力室下盘127之间，并通过螺栓固定；所述三轴试样帽120中心位置开孔，孔洞上端通过三轴试样顶部排水管119与上排水口直通阀102输入端相连；三轴试样底座125中心位置开孔，孔洞下端通过三轴试样底部排水管112与下排水口直通阀102输入端相连。所述的钢制台座111使用螺栓固定在三轴压力室下盘127外边缘处；所述的RSF光栅尺107一侧紧贴L型连接板109垂直一侧并固定在钢制台座111上，滑台106与无刷伺服电机相邻布置，使其底部嵌入钢制台座111，并用螺栓进行调平固定；所述的滑台106上滑块外侧与十字型钢片一侧相连，并位于钢片正中心，在十字型钢片外边缘设置两个锚固孔，用于锁紧RSF光栅尺107上滑块；所述的钢制圆环外环121B外边缘设有通孔，固定于L型连接板109水平一侧，钢制圆环内环121A与钢制圆环外环121B之间安装有支撑架与钢珠，使得二者可以相互转动；所述的圆环驱动器108固定在L型连接板垂直一侧，用于驱动钢制圆环内环121A旋转；所述的激光位移传感器测量装置123包含有四个激光位移传感器，在竖直方向上垂直排列于钢架上，相邻激光位移传感器的间距为三轴试样124高度的1/4；所述的激光位移传感器测量装置123的钢架末端通过螺栓固定在钢制圆环内环121A内边缘处。

所述的补偿装置包括三通接头201、高精度反压传感器202、无刷伺服电机203、活塞杆液压缸204、连接杆205、活塞轴206、补偿装置控制柜207、直线电动推杆208、法兰支座209、钢制底座210。所述的法兰支座209为∏形板结构，由一个横板和两个竖板固定连接组成，法兰支座209的两个竖板安装在钢制底座210上部，横板上设有通孔；所述的直线电动推杆208安装在法兰支座209横板的上表面；所述的无刷伺服电机203安装在法兰支座209横板下表面，位于横板和钢制底座210之间下表面，无刷伺服电机203的输出端穿过法兰支座209与直线电动推杆208连接，无刷伺服电机203用于驱动直线电动推杆208。所述的直线电动推杆208上端通过连接杆205与活塞杆液压缸204的法兰固定连接，活塞杆液压缸204的活塞与直线电动推杆208内部的活塞轴206连接。所述的三通接头201具有三个接口，三个接口分别连接高精度反压传感器202、下排水口直通阀103的输出端和活塞杆液压缸204的液压出口；所述的补偿装置控制柜207安装在钢制底座210上，用于对补偿装置供电；所述的高精度反压传感器202和无刷伺服电机203与补偿装置控制柜207电连接，补偿装置控制柜207与工控机通信连接。

本发明中激光位移传感器测量装置工作原理：将激光位移传感器测量装置123行走数据作为砂砾料三轴试样测点轴向位移；将激光位移传感器测量装置123到试样距离数据作为砂砾料三轴试样测点径向位移。将滑台106和RSF光栅尺107数据作为该测量装置控制参数，用于实时调整设备，实现跟踪速度及测量区域；将激光位移传感器测量装置123测得的数据作为测量装置控制参数的参考数据，用于控制有效性地校核。

本发明的有益效果是：

1)本动静态三轴试验装置，用于对砂砾料土样进行试验，该装置包括激光式位移控制全表面变形测量装置和补偿装置。

2)本动静态三轴试验装置可以针对砂砾料三轴试样的膜嵌入量进行非接触全场测量，在固结过程中，通过激光式位移控制全表面变形测量装置直接测量橡皮皮膜的嵌入量。该测量过程，不会对试样产任何干扰，且测量过程完全与固结过程耦合，该测量方法准确且高效，该测量装置操作方便。

3)本动静态三轴试验装置可以在准确测量膜嵌入量的前提下，进行后续动静三轴试验，包含排水试验及不排水试验，在上述各类型试验过程中，针对膜嵌入量随有效围压的变化进行实时补偿，修正膜嵌入效应对于试样体积变形或孔隙水压力变化的影响。

综上所述，本发明装置结构简单、布局合理、操作方便、时间成本低，实现了膜嵌入量随有效围压变化的精准测量，同时消除了试验加卸载过程中膜嵌入效应对于三轴砂砾料三轴试样体积变形或孔隙水压力变化的影响。为土工试验和砂砾料本构关系研究的发展提供了更便利、更有效的试验手段，具有良好的推广价值。

附图说明

图1为本发明激光式位移控制全表面变形测量装置示意图；

图2为本发明的补偿装置示意图；

图3为本发明动静态三轴试验装置整体示意图。

其中：100激光式位移控制全表面变形测量装置；200补偿装置；300软管；101笔式位移传感器；102上排水口直通阀；103下排水口直通阀；104上孔隙水压力传感器；105下孔隙水压力传感器；106滑台；107RSF光栅尺；108圆环驱动器；109L型连接板；110无刷伺服电机；111钢制台座；112三轴试样底部排水管；113外置式轮辐式压力传感器；114钢垫板；115实心加载轴；116高精度围压传感器；117三轴压力室上盘；118内置式微型压力传感器；119三轴试样顶部排水管；120三轴试样帽；121A钢制圆环内环；121B钢制圆环外环；122有机玻璃三轴压力室外壳；123激光位移传感器测量装置；124三轴试样；125三轴试样底座；126台柱；127三轴压力室下盘；201三通接头；202高精度反压传感器；203无刷伺服电机；204活塞杆液压缸；205连接杆；206活塞轴；207补偿装置控制柜；208直线电动推杆；209法兰支座；210钢制底座。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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详细且清晰地描述。所描述的具体实施例仅是本发明众多实施例中的一部分，并不代表全部实施例。一般地，附图中所展示的本发明实施例的组件可以按照不同组合方式进行安装并实施。基于本发明所描述的具体实施例，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。

在本发明的具体实施例中，应该明确说明的是，一些表示相对方向或者相对位置的术语，例如“上部”、“下部”、“一侧”、“中心”、“圆周”、“顶部”等，都是为了描述某一具体构件相对其他构件所处的方位或者位置关系。该方位或者位置的描述，仅仅是为了方便且清晰的描述具体实施例，并不代表实际实施工程中不一定被严格限定，可以根据各构件尺寸等实际信息加以改动。

在本发明的具体实施例中，应该明确说明的是，“夹具”、“耐压PE管”、“螺栓”等辅助配件不作具体说明，不作标号，仅用实际名称代替，实际实施过程中根据所需尺寸或者功能进行选取。

一种可消除膜嵌入效应影响的动静态三轴试验装置，用于对砂砾料进行力学特性等试验研究，所述的试验装置主要包括动静态三轴试验装置及补偿装置两部分。

如图1所述的激光式位移控制全表面变形测量装置主要包括：笔式位移传感器101、上排水口直通阀102、下排水口直通阀103、上孔隙水压力传感器104、下孔隙水压力传感器105、滑台106、RSF光栅尺107、圆环驱动器108、L型连接板109、无刷伺服电机110、钢制台座111、三轴试样底部排水管112、外置式轮辐式压力传感器113、钢垫板114、实心加载轴115、高精度围压传感器116、三轴压力室上盘117、内置式微型压力传感器118、三轴试样顶部排水管119、三轴试试样帽120、钢制圆环内环121A、钢制圆环外环121B、有机玻璃三轴压力室外壳122、激光位移传感器测量装置123、三轴试样124、三轴试样底座125、台柱126、三轴压力室下盘127。所述的外置式轮辐式压力传感器113上表面连接口与加载装置的油缸活塞轴下端相连，其下表面连接口与实心加载轴115上端相连，用于测量三轴试样实际受力；所述的外置式轮辐式压力传感器113下表面与实心加载轴115连接；所述的实心加载轴115下端与内置式微型压力传感器117上端法兰构件相连，内置式微型压力传感器118端法兰构件与三轴试样帽120相连；所述的钢垫板114一端设有通孔与实心加载轴115连接，钢垫板114平面与其下方的三轴压力室上盘117平行；所述的笔式位移传感器101垂直立于钢垫板114之上，用于测量三轴试样124的轴向变形；所述的三轴压力室上盘117非中心处开有通孔，用于装配下孔隙水压力传感器105、上孔隙水压力传感器104以及高精度围压传感器116，上孔隙水压力传感器104上侧设置上排水口直通阀102，下孔隙水压力传感器105上侧设置下排水口直通阀103；所述的三轴试样底座125固定于三轴压力室下盘127的中心位置，用于放置三轴试样124，在三轴压力室下盘127边缘处按圆周方向等距垂直设置三根台柱126，用于支撑整体结构；所述的有机玻璃三轴压力室外壳122装配在三轴压力室上盘117和三轴压力室下盘127之间，并通过螺栓固定；所述三轴试样帽120中心位置开孔，孔洞上端通过三轴试样顶部排水管119与上排水口直通阀102输入端相连；三轴试样底座125中心位置开孔，孔洞下端通过三轴试样底部排水管112与下排水口直通阀102输入端相连。所述的钢制台座111使用螺栓固定在三轴压力室下盘127外边缘处；所述的RSF光栅尺107一侧紧贴L型连接板109垂直一侧并固定在钢制台座111上，滑台106与无刷伺服电机118相邻布置，使其底部嵌入钢制台座111，并用螺栓进行调平固定；所述的滑台106上滑块外侧与十字型钢片一侧相连，并位于钢片正中心，在十字型钢片外边缘设置两个锚固孔，用于锁紧RSF光栅尺107上滑块；所述的钢制圆环外环121B外边缘设有通孔，固定于L型连接板109水平一侧，钢制圆环内环121A与钢制圆环外环121B之间安装有支撑架与钢珠，使得二者可以相互转动；所述的圆环驱动器108固定在L型连接板垂直一侧，用于驱动钢制圆环内环121A旋转；所述的激光位移传感器测量装置123包含有四个激光位移传感器，在竖直方向上垂直排列于钢架上，相邻激光位移传感器的间距为三轴试样124高度的1/4；所述的激光位移传感器测量装置123的钢架末端通过螺栓固定在钢制圆环内环121A内边缘处。

如图2所述的补偿装置包括：三通接头201；高精度反压传感器202；无刷伺服电机203；活塞杆液压缸204；连接杆205；活塞轴206；补偿装置控制柜207；直线电动推杆208；法兰支座209；钢制底座210。所述的法兰支座209为∏形板结构，由一个横板和两个竖板固定连接组成，法兰支座209的两个竖板安装在钢制底座210上部；所述的直线电动推杆208安装在法兰支座209横板的上表面；所述的无刷伺服电机203安装在法兰支座209板的下表面，无刷伺服电机203的输出端穿过法兰支座209与直线电动推杆208连接，无刷伺服电机203用于驱动直线电动推杆208。所述的直线电动推杆208上端通过连接杆205与活塞杆液压缸204的法兰固定连接，活塞杆液压缸204的活塞与直线电动推杆208内部的活塞轴206连接。所述的三通接头201具有三个接口，三个接口分别连接高精度反压传感器202、下排水口直通阀的输出端和活塞杆液压缸204的液压出口，所述下排水口直通阀设于下孔隙水压力传感器105上端；所述的补偿装置控制柜207安装在钢制底座210上，用于对补偿装置供电。所述的高精度反压传感器202和无刷伺服电机203与补偿装置控制柜207电连接。

一种可消除膜顺变效应影响的动静态三轴试验装置的安装及使用过程如下：

首先，按照附图1、2、3及上述说明完成各管路或线路连接及各类传感器安装，然后按照《土工试验规程SL237-1999》制备砂砾料三轴试样，并完成试样安装。并将组装完成的可旋转式激光位移传感器测量装置安装在三轴仪压力室有机玻璃壳外部。

继续按照《土工试验规程SL237-1999》，对砂砾料三轴试样进行通气，饱和及固结。同时，将笔式位移传感器101、上孔隙水压力传感器104、下孔隙水压力传感器105、圆环驱动器108、无刷伺服电机110、外置式轮辐式压力传感器113、高精度围压传感器116、内置式微型压力传感器118、激光位移传感器测量装置123数据线、RSF光栅尺107数据线与工控机上的采集控制卡相连，将补偿装置控制柜207与工控机通信连接。完成试验加载前的所有准备工作。

激活三轴加载控制程序和激光式位移控制动态跟踪形测量装置控制采集程序，开始测量。对饱和砂砾料三轴试样进行固结试验，在该过程中将对膜嵌入量随有效围压的变化进行准确测量。操作工控机控制程序，控制围压控制装置调整压力室围压，使用电子天平测量砂砾料三轴试样各级围压下的排水总量，从而得到砂砾料三轴试样在各级围压下总体积变形，之后，工控机对测量的总体积变形数据进行采集；与此同时，激光位移传感器测量装置123测量砂砾料三轴试样各级围压下试样的径向变形，之后，工控机对测量的径向变形数据进行采集，实时分析砂砾料三轴试样当前围压下骨架体积变形；各级围压下砂砾料三轴试样总体积变形减去砂砾料三轴试样骨架体积变形即得当前围压下膜嵌入量。上述固结试验中测得的膜嵌入量随围压变化的关系曲线作为后续动静加卸载试验膜嵌入效应修正输入量。此时围压即为有效围压，上述膜嵌入量随围压变化的关系曲线即为膜嵌入量随有效围压变化的关系曲线。

对三轴试样进行不排水三轴试验，在此过程中读取有效围压的数值，工控机控制程序发送控制信号至补偿装置控制柜207，电控柜207控制无刷伺服电机203转速与转动方向，无刷伺服电机203转子带动直线电动推杆208转子运动，直线电动推杆208转子带动直线活塞轴206运动，直线活塞轴206带动活塞杆液压缸204活塞运动，将液体推入或吸出砂砾料三轴试样内部，实现实时补偿。控制及采集程序不断重复上述步骤至静力加卸载试验结束。

综上所述，本动静态三轴试验装置可以针对砂砾料三轴试样的膜嵌入量进行非接触全场测量，在固结过程中，激光式位移控制全表面变形测量装置采集砂砾料三轴试样变形前后的轴向-径向变形，经软件处理后获取砂砾料三轴试样骨架体积变形，后结合激光式位移控制全表面变形测量装置测得砂砾料三轴试样总体积变形，两者之差即求得砂砾料三轴试样随有效围压变化的膜嵌入量。该膜嵌入量测量过程，不会对砂砾料三轴试样产任何干扰，且测量过程完全与固结过程耦合，该测量方法准确且高效，该测量装置简单且操作方便。

本动静态三轴试验装置可以在准确测量膜嵌入量的前提下，进行后续动静三轴试验，包含排水试验及不排水试验，在上述各类型试验过程中，针对膜嵌入量随有效围压的变化进行实时补偿，修正膜嵌入效应对于砂砾料三轴试样体积变形或孔隙水压力变化的影响。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种可消除膜顺变效应影响的动静态三轴试验装置，其特征在于，所述的可动静态三轴试验装置包括激光式位移控制全表面变形测量装置和补偿装置，二者之间通过软管(300)连通，软管(300)上设有可开合的阀门；所述的激光式位移控制全表面变形测量装置安装在主体支座结构的下台上部中心位置处，为砂砾料三轴试样提供安装空间，同时为后续试验提供所需的应力环境，测量橡皮膜的嵌入量；所述的补偿装置用于向试样内注水以消除橡皮膜的顺变性；

所述的激光式位移控制全表面变形测量装置包括笔式位移传感器(101)、上排水口直通阀(102)、下排水口直通阀(103)、上孔隙水压力传感器(104)、下孔隙水压力传感器(105)、滑台(106)、RSF光栅尺(107)、圆环驱动器(108)、L型连接板(109)、无刷伺服电机(110)、钢制台座(111)、三轴试样底部排水管(112)、外置式轮辐式压力传感器(113)、钢垫板(114)、实心加载轴(115)、高精度围压传感器(116)、三轴压力室上盘(117)、内置式微型压力传感器(118)、三轴试样顶部排水管(119)、三轴试样帽(120)、钢制圆环内环(121A)、钢制圆环外环(121B)、有机玻璃三轴压力室外壳(122)、激光位移传感器测量装置(123)、三轴试样(124)、三轴试样底座(125)、台柱(126)、三轴压力室下盘(127)；所述的外置式轮辐式压力传感器(113)上下表面连接口分别与加载装置的油缸活塞轴、实心加载轴(115)相连，用于测量三轴试样实际受力；所述的外置式轮辐式压力传感器(113)设于实心加载轴(115)顶部，实心加载轴(115)与内置式微型压力传感器(117)相连，内置式微型压力传感器(118)与三轴试样帽(120)相连；所述的钢垫板(114)一端设有通孔与实心加载轴(115)连接，钢垫板(114)平面与其下方的三轴压力室上盘(117)平行；所述的笔式位移传感器(101)垂直立于钢垫板(114)之上，用于测量三轴试样(124)的轴向变形，作为工控机控制加载的信号源；所述的三轴压力室上盘(117)非中心处开有多个通孔，分别用于装配下孔隙水压力传感器(105)、上孔隙水压力传感器(104)以及高精度围压传感器(116)，上孔隙水压力传感器(104)、孔隙水压力传感器(105)的上侧分别设置上排水口直通阀(102)、下排水口直通阀(103)；所述的三轴试样底座(125)固定于三轴压力室下盘(127)的中心位置，用于放置三轴试样(124)，在三轴压力室下盘(127)边缘处按圆周方向等距垂直设置台柱(126)；所述的有机玻璃三轴压力室外壳(122)装配在三轴压力室上盘(117)和三轴压力室下盘(127)之间；所述三轴试样帽(120)中心位置开孔，孔洞上端通过三轴试样顶部排水管(119)与上排水口直通阀(102)相连；三轴试样底座(125)中心位置开孔，孔洞下端通过三轴试样底部排水管(112)与下排水口直通阀(102)相连；所述的钢制台座(111)固定在三轴压力室下盘(127)外边缘处；所述的RSF光栅尺(107)一侧紧贴L型连接板(109)垂直一侧并固定在钢制台座(111)上，滑台(106)与无刷伺服电机相邻布置，其底部嵌入钢制台座(111)；所述的滑台(106)上滑块外侧与十字型钢片一侧相连，并位于钢片正中心，在十字型钢片外边缘设置锚固孔，用于锁紧RSF光栅尺(107)上滑块；所述的钢制圆环外环(121B)外边缘设有通孔，固定于L型连接板(109)水平一侧，钢制圆环内环(121A)与钢制圆环外环(121B)之间安装支撑架与钢珠，使得二者可以相互转动；所述的圆环驱动器(108)固定在L型连接板垂直一侧，用于驱动钢制圆环内环(121A)旋转；所述的激光位移传感器测量装置(123)包含有四个激光位移传感器，在竖直方向上垂直排列于钢架上；所述的激光位移传感器测量装置(123的钢架末端固定在钢制圆环内环(121A)内边缘处；

所述的补偿装置包括三通接头(201)、高精度反压传感器(202)、无刷伺服电机(203)、活塞杆液压缸(204)、连接杆(205)、活塞轴(206)、补偿装置控制柜(207)、直线电动推杆(208)、钢制底座(210)；所述的法兰支座(209)为∏形板结构，由一个横板和两个竖板固定连接组成，法兰支座(209)的两个竖板安装在钢制底座(210)上部，横板上设有通孔；所述的直线电动推杆(208)安装在法兰支座(209)横板上表面；所述的无刷伺服电机(203)安装在法兰支座(209)横板下表面，用于驱动直线电动推杆(208)；所述的直线电动推杆(208)上端通过连接杆(205)与活塞杆液压缸(204)连接；所述的三通接头(201)的三个接口，分别连接高精度反压传感器(202)、下排水口直通阀(103)的输出端和活塞杆液压缸(204)的液压出口；所述的补偿装置控制柜(207)安装在钢制底座(210)上，用于对补偿装置供电；所述的高精度反压传感器(202)和无刷伺服电机(203)与补偿装置控制柜(207)电连接，补偿装置控制柜(207)与工控机通信连接。

Images