專利名稱:三軸壓力室的制作方法
本實用新型屬于一種壓力試驗裝置，特別是研究凍土、軟巖以及其它相似材料的力學(xué)特性、破壞能力的試驗設(shè)備。
三軸壓力室是整個壓力試驗設(shè)備系統(tǒng)的核心，將要由它來實現(xiàn)對試件的加載及測試。目前已有的各種三軸壓力試驗裝置，其用途比較單一、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、外形尺寸大，而且成本較高。如對于凍土力學(xué)的測定，目前國際上所流行的冷庫系統(tǒng)和自冷設(shè)備系統(tǒng)的試驗裝備均需十余萬甚至幾十萬元的投資。蘇聯(lián)專利“SU－607879”報導(dǎo)了一種在三軸壓縮條件下的凍土試驗裝置。該專利雖然可以在高側(cè)壓形成的拉伸狀態(tài)下進(jìn)行試驗，但通過對試件的等圍壓三軸試驗無法測定出試件的橫向體積變形，而且該專利不能進(jìn)行試件的蠕變試驗及排水剪試驗。
鑒于上述情況本實用新型的發(fā)明目的在于提供一種適用于軟巖、凍土及其它相似材料試件的滿足各種試驗要求的一種結(jié)構(gòu)簡單、外形尺寸小、造價低的三軸壓力試驗裝置。
為了實現(xiàn)上述的目的本實用新型所提供的一種三軸壓力室，包括等圍壓加載系統(tǒng)和軸向壓力加載系統(tǒng)。其特點是該三軸壓力室由上蓋、上端蓋、缸殼、室殼、底部柱塞、下端蓋組成其外殼，并且上端蓋與缸殼之間的連接以及室殼與缸殼和下端蓋之間的連接均為螺紋連接；在上蓋與缸殼之間設(shè)置隔油傳壓膜，在室殼內(nèi)設(shè)有隔油傳壓套，并且在上蓋的頂部以及室殼的側(cè)壁上分別設(shè)有兩個接壓力傳感器和油管的孔道；在缸殼的側(cè)壁上開設(shè)槽孔，并在缸殼內(nèi)設(shè)置活塞；而置于壓力傳壓套內(nèi)的試件之上方設(shè)有與活塞相適應(yīng)的對中壓板，試件之下方亦設(shè)有與底部柱塞相適應(yīng)的壓板。
圖1為本實用新型所提供的三軸壓力室的一般形式；圖2為采用本實用新型的三軸壓力室試驗設(shè)備系統(tǒng)示意圖；圖3為本實用新型所提供的三軸壓力室的實施例之一。
按照圖1所示，本實用新型所提供的三軸壓力室其外殼由上蓋(1)、上端蓋(3)、缸殼(5)、室殼(8)、底部柱塞(11)、下端蓋(12)組成，上端蓋與缸殼之間以及室殼與缸殼和下端蓋之間的連接為螺紋連接，并且為了便于裝卸在 上端蓋、缸殼、室殼以及下端蓋外側(cè)壁上均設(shè)有若干個搬手孔。在上蓋與缸殼之間設(shè)置隔油傳壓膜(2)，隔油傳壓膜用上端蓋把上蓋和缸殼相互擠壓而固定，而在上蓋的頂端設(shè)置兩個孔道用來接通油管和壓力傳感器。在室殼(8)的側(cè)壁上設(shè)置兩個接壓力傳感器和油管的孔道，并在室殼內(nèi)設(shè)有隔油傳壓套(7)，隔油傳壓套內(nèi)放置圓柱形試件(9)。隔油傳壓套的上下兩端呈向外翻形并在油壓下使之與缸殼、室殼及底部柱塞的接觸面上緊密接觸，從而達(dá)到不漏油的目的。在缸殼(5)內(nèi)設(shè)有活塞(4)用來傳遞隔油傳壓膜的壓力，并對試件進(jìn)行軸向加載。為了測定試件的軸向變形在缸殼的側(cè)壁上開設(shè)1～2個槽孔，使位移傳感器能直接測定活塞的位移。為了消除加載過程中因試件的加工精度而帶來的試件軸線偏移，在試件的上方設(shè)有對中壓板(6)，對中壓板與活塞間的接觸面為球面；同樣在試件的下方設(shè)置與底部柱塞(11)相適應(yīng)的壓板(10)。如圖1所示的壓板與試件上方的對中壓板相同，在壓板與底部柱塞之間 球面接觸。當(dāng)對試件要進(jìn)行排水剪試驗時，壓板(10)要由帶孔隙的透水壓板來代替，同時底部柱塞也要由帶透水孔的底部柱塞來代替。因此，位于試件下方的壓板和底部柱塞，視試驗要求相應(yīng)更換所適應(yīng)的零部件。
按照上述的三軸壓力室，其軸向壓力加載由上蓋和隔油傳壓膜形成的油壓腔進(jìn)行，并設(shè)置在上蓋頂部的壓力傳感器感應(yīng)其壓力大小。而對試件的等圍壓加載由隔油傳套和室殼內(nèi)壁形成的油壓腔實現(xiàn)，并且設(shè)置在室殼上的壓力傳感器感應(yīng)其壓力的大小。按照采用本實用新型所提供的三軸壓力室所示的試驗設(shè)備系統(tǒng)如附圖2，(13)為三軸壓力室、(14)為油缸、(15)為四通、(16)為壓力表、(17)為截止閥、(18)為壓力傳感器、(19)為位移傳感器、(20)為快速接頭、(21)為三軸壓力室的支承座。由此可見，試件的軸向變形由固定在三軸壓力室活塞上的位移傳感器測定，而試件的橫向體積變形通過油缸由固定在油缸活塞上的位移傳感器測定。當(dāng)對試件進(jìn)行排水剪試驗時，通過四通可測定其排水量和排水壓。當(dāng)試件為凍土?xí)r，只將三軸壓力室放入低溫 箱就可以進(jìn)行凍土試驗。
本實用新型按照以上所述的三軸壓力室，功能齊全、用途廣泛?？蓪鐾痢④泿r、注漿固結(jié)體、相似材料以及其它一些建筑材料進(jìn)行等圍壓三軸壓縮及三軸蠕變試驗，也可進(jìn)行無圍壓下的單軸壓縮試驗和蠕變試驗，并且能對土樣進(jìn)行等圍壓三軸固結(jié)排水剪、固結(jié)不排水剪和不固結(jié)不排水剪三種試驗。本實用新型具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、便于裝卸等特點，而且因軸壓和圍壓均采用液壓加載，因而操作很方便。除此而外，三軸壓力室的各個零部件易于加工制造，其成本亦較低，因此便于大量推廣使用。
本實用新型的實施例之一按照圖3所示的結(jié)構(gòu)為三軸壓力室用來排水剪試驗。圖中(1)至(9)所示的零部件與如圖1所示的零部件結(jié)構(gòu)相同，分別為上蓋(1)、隔油傳壓膜(2)、上端蓋(3)、活塞(4)、缸殼(5)、對中壓板(6)、隔油傳壓套(7)、室殼(8)及試件(9)。位于試件下方的壓板(22)為帶透水孔隙的圓柱體，底部柱塞(23)與壓板相適應(yīng)中間設(shè)有透水孔道，底部柱塞同樣用下端蓋(24)螺紋固定。為了便于引出試件所排出的水，將三軸壓力室置于支承座(26)之上，支承座中間設(shè)置引水柱塞(25)。本實施例所提供的三軸壓力室，其外形尺寸為φ145×360mm，試件尺寸為φ50×100mm，軸向最大負(fù)荷為60MPa，側(cè)向最大負(fù)荷為20MPa，所適應(yīng)的溫度條件為－30℃～＋85℃(主要針對于隔油傳壓膜和隔油傳壓套)。
權(quán)利要求
一種壓力試驗裝置的三軸壓力室，包括等圍壓加載系統(tǒng)和軸向壓力加載系統(tǒng)，其特點在于a.該裝置由上蓋、上端蓋、缸殼、室殼、底部柱塞、下端蓋組成其外殼，并且上端蓋與缸殼之間的連接以及室殼與缸殼和下端蓋之間的連接均為螺紋連接；b.在上蓋與缸殼之間設(shè)置隔油傳壓膜，并且在上蓋頂部設(shè)有兩個接壓力傳感器和油管的孔道；c.在室殼內(nèi)設(shè)有隔油傳壓套，并在室殼的側(cè)壁上設(shè)有兩個接壓力傳感器和油管的孔道；d.在缸殼的側(cè)壁上開設(shè)槽孔，并在缸殼內(nèi)設(shè)置活塞；e.置于壓力傳壓套內(nèi)的試件之上方設(shè)有與活塞相適應(yīng)的對中壓板，在試件之下方亦設(shè)有與底部柱塞相適應(yīng)的壓板。
專利摘要
本實用新型提供了屬于壓力試驗裝置的一種三軸壓力室。該三軸壓力室軸壓和圍壓均由液壓加載，而且傳遞軸向壓力加載的位于試件上方的活塞之頂部為隔油傳壓膜，而傳遞圍壓的試件側(cè)壁上設(shè)有隔油傳壓套。本實用新型具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、成本低等特點。可對凍土、軟巖、注漿固結(jié)體、相似材料以及其它一些建筑材料進(jìn)行等圍壓三軸壓縮及三軸蠕變試驗，并能對土樣進(jìn)行排水剪試驗。
文檔編號E02D1/00GK87203178SQ87203178
公開日1987年11月25日 申請日期1987年4月16日
發(fā)明者宋琳, 張向東 申請人:東北工學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan