CN204613034U - 粗粒土三轴试验机的轴向变形量程增大装置 - Google Patents

Abstract

粗粒土三轴试验机的轴向变形量程增大装置，底座上安放三轴试验的试样，试样上方的圆柱形活塞插入三轴试验压力罐的顶部，测力传感器与该圆柱形活塞的顶部接触；变形传感器与圆柱形活塞平行地设置在大三轴试验机横梁下面；大三轴试验机横梁的升降由电机驱动；在底座下设有千斤顶，千斤顶的上端设有千斤顶托盘，特征是在所述千斤顶托盘上面设置刚性圆柱体，该刚性圆柱体底部设有凹孔，该凹孔与千斤顶托盘上面的凸起相配合；该刚性圆柱体的顶部设有小圆台型凸起；该刚性圆柱体与千斤顶托盘构成组合型千斤顶托盘。本实用新型将大三轴试验机的最大轴向应变由25%提高到41.6%；最大轴向变形量由150mm提高到250mm。

Description

粗粒土三轴试验机的轴向变形量程增大装置

技术领域

本实用新型涉及粗粒土三轴试验机领域，是一种能增加大三轴试验机轴向变形量程的装置。

背景技术

粗粒土三轴试验机通过轴向施加激振荷载，对试样施加轴向力，对碎石、砾石、砂卵石、砂等建筑材料的试验材料进行压缩试验。

图1为现有技术原试验机的主要部件组成图：底座7放置在轨道11上，底座7上是三轴试验的试样5，底座7下是千斤顶9。圆柱形活塞4插入三轴试验压力罐6的顶部，横梁1升降由电机驱动。

试验操作过程是这样的：试验开始前，提升千斤顶9，使其最上面的托盘顶住底座7；降低横梁1，使横梁1底的轮辐式力传感器2与活塞4顶部接触；按一定的速率提升千斤顶9，使压力罐6的顶部沿活塞4向上移动，试样5被压缩；当试样达到试验要求的变形值后，结束试验。

该技术方案中的液压千斤顶托盘与压力罐底座距离较远，千斤顶要升高58 mm后才能与压力罐底座接触上。由于千斤顶上升高度有限，当试验要求的轴向变形过大时，千斤顶上升行程将无法达到。原厂家的控制系统，理论上的可使试样5最大压缩150 mm（毫米），即最大轴变为25%，实际上能做到轴变22-24%（不敢做到理论上的最大量程，怕超过最大值变形传感器3受损），不能满足超高堆石坝的试验技术的需求。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能增加大三轴试验机轴向变形量程的装置，该装置能够提高粗粒土大三轴试验的轴向最大变形量程，满足超高堆石坝工程的试验要求。

完成上述发明任务的技术方案是，一种能增加大三轴试验机轴向变形量程的装置，底座上安放三轴试验的试样，试样上方的圆柱形活塞插入三轴试验压力罐的顶部，测力传感器与该圆柱形活塞的顶部接触；变形传感器与所述圆柱形活塞平行地设置在大三轴试验机横梁的下面；该大三轴试验机横梁的升降由电机驱动；在所述底座下设有千斤顶，该千斤顶的上端设有千斤顶托盘，其特征在于，在所述千斤顶托盘上面设置刚性圆柱体，该刚性圆柱体底部设有凹孔，该凹孔与千斤顶托盘上面的凸起相配合；该刚性圆柱体的顶部设有小圆台型凸起；该刚性圆柱体与千斤顶托盘构成组合型千斤顶托盘。

本实用新型进一步改进，有以下优化方案：

大三轴试验机的圆柱形活塞，采用加长型的圆柱形活塞，同时，所述变形传感器采用加长型的变形传感器。

所述“加长型的圆柱形活塞”，活塞盖帽到活塞头的长度为470 mm（现有技术中原活塞盖帽到活塞头的长度为350 mm）；所述“加长型的变形传感器”，量程为250 mm（现有技术中原变形传感器的量程为150mm）。

本申请建议，所述的刚性圆柱体采用不锈钢圆柱体。

为此，提出如下技术方案：在原千斤顶托盘8上增加一个钢圆柱体10、加长活塞4长度、同时搭配一个加长型的位移传感器3。这样，最大程度的节省了改造成本，并增加了量程。

新的技术改进方案如下：

1、原千斤顶托盘8到压力罐底座距离为58mm，因此，试验前需将千斤顶上升58 mm才能将压力罐底座托住，然后，才可以开始试验（不然，围压罐底座仍压在地面轨道上，轨道受不了试验时的大压力会损坏）。

本实用新型方案中增加了一个45 mm厚的不锈钢圆柱体10，圆柱底部有一个小圆台型凹孔正好扣在原千斤顶托盘8的凸起上，同时新增的圆柱10顶部也有一个小圆台型凸孔，10上的新圆台与原托盘8形成新的组合型托盘。这样，搭配新的组合托盘8的千斤顶只需上升13 mm就可与压力罐底座7接触上。按千斤顶最大行程为280mm，出厂的最大试验有效行程为222 mm（=280 mm -58 mm，58 mm为试验前空走高度），经本实用新型改进后变为267 mm（=280 mm -13 mm）。

2、增加活塞4的长度，原从活塞盖帽到活塞头的长度为350 mm，新加工的活塞4对应长度为470 mm。这样，活塞4的最大行程从350 mm增大为470 mm。

3、购置了一个新的量程为250 mm变形传感器3，以替代原来的150mm量程的。

本实用新型与原仪器主要性能对比见下表1：

                                  表1

	最大轴向应变	最大轴向变形量（mm）
			原仪器	25%	150mm
本实用新型	41.6%	250mm

由表1可知原仪器试验中可做的最大轴向应变只有25%，通过改进千斤顶9、活塞4和变形传感器3，使大三轴的最大量程增大到250 mm（取千斤顶9、活塞4、传感器3中的最小量程，即由变形传感器的量程控制仪器的最大量程）。本实用新型使大三轴仪的最大轴向应变可做到41.6%（=250mm/600mm，600mm为试样高），远大于原来的理论值25%（=150mm/600mm），增加了16.6%。能够更好地满足超高堆石坝的试验要求。如果试验需做更大的轴向变形，还可以通过更换量程更大的变形传感器的方法，进一步提高轴向变形量。

本实用新型的装置可作为岩土工程试验的专用装置，可用于行业标准SL237-058-1999粗颗粒固结试验和SL237-060-1999粗颗粒土三轴压缩试验。本实用新型将大三轴试验机的最大轴向应变由25%提高到41.6%；最大轴向变形量由150mm提高到250mm。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为原三轴仪的结构图。

图2为本实用新型三轴仪结构。

图3、图4为本实用新型的千斤顶托盘8的结构图。

图中：电液伺服控制1500kN静态三轴试验机1，轮辐式测力传感器2，变形传感器3，活塞4，试样5，压力罐6，压力罐底座（小车）7，千斤顶托盘8，千斤顶9，新增千斤顶托盘10，底座小车的轨道11。

具体实施方式

实施例1，

如图2中，在千斤顶托盘8的顶部,扣上一块半径与之相同的、厚度为45mm的托盘10，托盘10顶部有一个小圆台型凹起。试验完成试样安装后，将底座（小车）7推到千斤顶9上方，软件控制提升千斤顶9，使千斤顶9 上的托盘10小的圆台型插入到底座（小车）底部的凹圆台内，使千斤顶9的行程为14mm ，从而将底座（小车）顶离地面上的轨道。

之后，接好仪器管线后、打开相应阀门后，安装变形传感器。

在压缩试验开始之前，通过静态三轴试验机顶部电机驱动使轮辐式测力传感器2与活塞4顶部接触。当压缩试验开始后，用软件控制千斤顶9上升速率，使其顶住底座（小车）7连同小车上的压力罐6，沿活塞4缓慢上升。罐6内的试样5缓慢的被压缩，同时，变形传感器3读得变形值传回控制软件。

试验完成后，降下千斤顶9，卸下变形传感器3。

Claims (4)

1.一种粗粒土三轴试验机的轴向变形量程增大装置，底座上安放三轴试验的试样，试样上方的圆柱形活塞插入三轴试验压力罐的顶部，测力传感器与该圆柱形活塞的顶部接触；变形传感器与所述圆柱形活塞平行地设置在大三轴试验机横梁的下面；该大三轴试验机横梁的升降由电机驱动；在所述底座下设有千斤顶，该千斤顶的上端设有千斤顶托盘，其特征在于，在所述千斤顶托盘上面设置刚性圆柱体，该刚性圆柱体底部设有凹孔，该凹孔与千斤顶托盘上面的凸起相配合；该刚性圆柱体的顶部设有小圆台型凸起；该刚性圆柱体与千斤顶托盘构成组合型千斤顶托盘。

2.根据权利要求1所述的粗粒土三轴试验机的轴向变形量程增大装置，其特征在于，大三轴试验机的圆柱形活塞，采用加长型的圆柱形活塞，同时，所述变形传感器采用加长型的变形传感器。

3.根据权利要求2所述的粗粒土三轴试验机的轴向变形量程增大装置，其特征在于，所述“加长型的圆柱形活塞”，活塞盖帽到活塞头的长度为470 mm；所述“加长型的变形传感器”，量程为250 mm。

4.根据权利要求1-3之一所述的粗粒土三轴试验机的轴向变形量程增大装置，其特征在于，所述的刚性圆柱体采用不锈钢圆柱体。