本實用新型涉及一種多功能溫控雙腔壓力室，尤其涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、溫控多功能雙腔壓力室結(jié)構。

背景技術：

土工試驗中，壓力室是模擬實際工程環(huán)境不可或缺的組成部分，通過對壓力室內(nèi)的試樣施加周圍壓力、豎向應力、滲透壓力和基質(zhì)吸力等外加荷載，能夠有效地模擬自然狀態(tài)下巖土材料的應力分布情況，進而可對試樣的力學、滲透、管涌等形為特性進行深入研究。

通常多數(shù)土工試驗所需試驗時間少則2-3天、多則12個月，在長期的試驗荷載作用下，壓力室結(jié)構將發(fā)生疲勞變形，且壓力室多為單腔結(jié)構，此時將不能有效地避免這部分變形對試驗結(jié)果的影響，特別是對試樣體積測量的影響，這將降低試驗的精確度；且壓力室的上部結(jié)構和底座多采用3個螺栓的固定方式，安裝不便，均易出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，影響試驗的有效進行；同時，試驗儀器多采用荷重傳感器外置，通過中心桿與試樣反壓帽進行接觸，在試驗過程中，隨著圍壓的作用，中心桿與密封座間將產(chǎn)生不同程度的摩擦力作用，且易產(chǎn)生偏心生成附加影響。

對于試驗中溫度的控制，往往采用電熱板、電阻絲和水浴等溫控設備對壓力室進行溫度控制，但是都存在著一定的弊端，如電熱板和電阻絲只能進行加熱的控制，無法進行低溫環(huán)境的模擬，而且控制精度低，水浴能夠進行冷熱控制，但是僅僅采用水浴加載，既是外壁包裹隔熱材料，在環(huán)境溫度與壓力室控制溫度差別較大時，造成壓力室內(nèi)腔產(chǎn)生溫度梯度，無法精確控制溫度，難以長時間精確控制試樣溫度。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術存在的上述問題，本實用新型的目的是：針對以上壓力室的弊端，提供一種多功能溫控雙腔壓力室結(jié)構，能夠高效地對試驗進行控制，提高試驗的測量精度，并可進行多種試驗控制。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種多功能溫控雙腔壓力室，它包括溫度控制系統(tǒng)和壓力室系統(tǒng)；所述的溫度控制系統(tǒng)包括恒溫箱、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器和水浴循環(huán)銅管；

所述的壓力室系統(tǒng)安放在恒溫箱內(nèi)，壓力室系統(tǒng)包括壓力室底座、安裝在壓力室底座上的有機玻璃筒和位于有機玻璃筒內(nèi)部的鋁合金筒、安裝在有機玻璃筒和鋁合金筒頂部的上蓋；所述的上蓋、有機玻璃筒、鋁合金筒和壓力室底座之間通過拉桿密封連接；有機玻璃筒內(nèi)構成壓力室外腔，鋁合金筒內(nèi)構成壓力室內(nèi)腔；

所述的壓力室底座上安裝有試樣底座，試樣底座上放置有試樣；

所述的上蓋中央位置安裝有密封座，內(nèi)置荷重傳感器穿過密封座固定在上蓋上，且內(nèi)置荷重傳感器下部凸出部分與反壓帽上部的凹陷部分相固定；反壓帽位于試樣的上方。

作為優(yōu)選方案，以上所述的多功能溫控雙腔壓力室，所述的拉桿為四根，分別位于壓力室底座四個角位置，通過對角固定安裝拉桿，保證壓力室系統(tǒng)的密封性。

作為優(yōu)選方案，以上所述的多功能溫控雙腔壓力室，所述的第一溫度傳感器安裝在恒溫箱上，測量恒溫箱內(nèi)的溫度；第二溫度傳感器和第三溫度傳感器均安裝在壓力室系統(tǒng)的上蓋上，分別用于測定壓力室內(nèi)腔和壓力室外腔內(nèi)部的溫度。

作為優(yōu)選方案，以上所述的多功能溫控雙腔壓力室，所述的上蓋上設置有第一排氣帽和第二排氣帽，第一排氣帽和第二排氣帽分別與壓力室內(nèi)腔和壓力室外腔相連通。

作為優(yōu)選方案，以上所述的多功能溫控雙腔壓力室，上蓋上固定有支撐桿，夾具一端固定于支撐桿上，另一端與內(nèi)置荷重傳感器相連，可通過夾具使反壓帽與試樣之間無荷載接觸，避免內(nèi)置荷重傳感器的重量對試樣的影響，進而能夠有效地進行拉伸試驗。

作為優(yōu)選方案，以上所述的多功能溫控雙腔壓力室，所述的密封座和內(nèi)置荷重傳感器之間分別設有導向環(huán)和X型密封圈，以保證內(nèi)置荷重傳感器的垂直度和測量精度。

作為優(yōu)選方案，以上所述的多功能溫控雙腔壓力室，反壓帽從中間至外邊緣依次安裝有第一彎曲元、第一圓環(huán)形陶土板和第一圓環(huán)形透水石，第一圓環(huán)形陶土板和第一圓環(huán)形透水石與反壓帽之間分別設置有第一環(huán)形儲水空腔和第二環(huán)形儲水空腔，第一環(huán)形儲水空腔和第二環(huán)形儲水空腔分別與第一通道和第二通道相連通。

作為優(yōu)選方案，以上所述的多功能溫控雙腔壓力室，試樣底座中心至邊緣位置依次安裝有第二彎曲元、第二圓環(huán)形陶土板和第二圓環(huán)形透水石；第二圓環(huán)形陶土板和第二圓環(huán)形透水石與試樣底座之間分別設置有第三環(huán)形儲水空腔和第四環(huán)形儲水空腔，第三環(huán)形儲水空腔與第三通道和第五通道相連，第三通道和第五通道末端安裝有第一高壓球閥和第三高壓球閥；

第四環(huán)形儲水空腔與第四通道相連通，第四通道端部安裝有第二高壓球閥；所述的試樣底座上開設有第六通道和第七通道，第六通道和第七通道端部分別安裝有第四高壓球閥和第五高壓球閥。

作為優(yōu)選方案，以上所述的多功能溫控雙腔壓力室，所述的試樣底座和反壓帽為可拆分結(jié)構，可分別更換為第二試樣底座和第二反壓帽或者更換為第三試樣底座和第三反壓帽，所述的第二試樣底座和第二反壓帽為與非飽和三軸相配套的配件，第二試樣底座上鑲嵌有陶土板，所述的第三試樣底座和第三反壓帽為與普通飽和三軸相配套的配件。

本實用新型所述的多功能溫控雙腔壓力室，通過對壓力室內(nèi)腔和壓力室外腔同時施加相同的壓力，以抵消壓力室內(nèi)腔變形引起的試樣體積測量的誤差，保證土工試驗總體積測量的精確性。

本實用新型所述的反壓帽上的第一通道通過管線和試樣底座上的第六通道相連通，反壓帽上的第二通道通過管線和試樣底座上的第七通道相連通。

與現(xiàn)有技術對比，本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型提供的多功能溫控雙腔壓力室，密封座內(nèi)部采用導向環(huán)結(jié)構，避免了試驗過程中內(nèi)置傳感器傾斜對試驗結(jié)果的影響；

2、本實用新型提供的多功能溫控雙腔壓力室，采用雙腔結(jié)構，有效地避免了長期荷重作用下對壓力室變形對試驗結(jié)果精確度的影響；

3、本實用新型提供的多功能溫控雙腔壓力室，采用鋁合金內(nèi)壓力室側(cè)壁結(jié)構、恒溫箱和水浴循環(huán)銅管作為溫度控制結(jié)構，能夠有效地保證試驗中所需溫度以及試驗溫度的穩(wěn)定性，降低了試驗過程中能量(電)的損耗，有助于環(huán)保；

4、本實用新型提供的多功能溫控雙腔壓力室，安裝特有的反壓帽和試樣底座結(jié)構，可通過改變配件中的管路通道，實現(xiàn)多種試驗功能，比如非飽和土試驗、非飽和土滲透試驗、飽和土試驗、飽和土雙向排水、滲透試驗、飽和土彎曲元試驗、非飽和土彎曲元試驗等；

5、本實用新型提供的多功能溫控雙腔壓力室，可便捷更換不同規(guī)格的反壓帽和試樣底座，可實現(xiàn)不同試驗功能；

6、本實用新型提供的多功能溫控雙腔壓力室，采用特殊設置，可進行拉伸試驗，避免了舊式拉伸試驗裝置中橡皮膜老化的影響。

附圖說明

圖1是本實用新型所述的多功能溫控雙腔壓力室結(jié)構剖面圖。

圖2是本實用新型所述的多功能溫控雙腔壓力室剖面圖。

圖3是本實用新型所述的多功能溫控雙腔壓力室密封座剖面圖。

圖4是本實用新型所述的多功能溫控雙腔壓力室反壓帽結(jié)構剖面圖。

圖5是本實用新型所述的多功能溫控雙腔壓力室底座結(jié)構剖面圖。

圖6是常規(guī)反壓帽和試樣底座剖面圖。

圖7是另一種常規(guī)反壓帽和試樣底座剖面圖。

圖8是本實用新型所述的多功能溫控雙腔壓力室頂部局部示意圖。

具體實施方式

實施例1

如圖1至8所示，一種多功能溫控雙腔壓力室，它包括溫度控制系統(tǒng)和壓力室系統(tǒng)；所述的溫度控制系統(tǒng)包括恒溫箱1、第一溫度傳感器2-1、第二溫度傳感器2-2、第三溫度傳感器2-3和水浴循環(huán)銅管3；

所述的壓力室系統(tǒng)安放在恒溫箱1內(nèi)，壓力室系統(tǒng)包括壓力室底座11、安裝在壓力室底座11上的有機玻璃筒5和位于有機玻璃筒5內(nèi)部的鋁合金筒7、安裝在有機玻璃筒5和鋁合金筒7頂部的上蓋4；所述的上蓋4、有機玻璃筒5、鋁合金筒7和壓力室底座11之間通過拉桿6密封連接；有機玻璃筒5內(nèi)構成壓力室外腔28，鋁合金筒7內(nèi)構成壓力室內(nèi)腔29；

所述的壓力室底座11上安裝有試樣底座10，試樣底座10上放置有試樣31；

所述的上蓋4中央位置安裝有密封座13，內(nèi)置荷重傳感器8穿過密封座13固定在上蓋4上，且內(nèi)置荷重傳感器8下部凸出部分與反壓帽9上部的凹陷部分相固定；反壓帽9位于試樣31的上方。

所述的拉桿6為四根，分別位于壓力室底座11四個角位置，通過對角固定安裝拉桿6，保證壓力室系統(tǒng)的密封性。

所述的第一溫度傳感器2-1安裝在恒溫箱1上，測量恒溫箱1內(nèi)的溫度；第二溫度傳感器2-2和第三溫度傳感器2-3均安裝在壓力室系統(tǒng)的上蓋4上，分別用于測定壓力室內(nèi)腔29和壓力室外腔28內(nèi)部的溫度。

所述的上蓋4上設置有第一排氣帽12-1和第二排氣帽12-2，第一排氣帽12-1和第二排氣帽12-2分別與壓力室內(nèi)腔29和壓力室外腔28相連通。

所述的上蓋4上固定有支撐桿37，夾具38一端固定于支撐桿37上，另一端與內(nèi)置荷重傳感器8相連。

所述的密封座13和內(nèi)置荷重傳感器8之間分別設有導向環(huán)14-1和X型密封圈14-2。

反壓帽9從中間至外邊緣依次安裝有第一彎曲元26、第一圓環(huán)形陶土板17-1和第一圓環(huán)形透水石16-1，第一圓環(huán)形陶土板17-1和第一圓環(huán)形透水石16-1與反壓帽9之間分別設置有第一環(huán)形儲水空腔20-1和第二環(huán)形儲水空腔21-1，第一環(huán)形儲水空腔20-1和第二環(huán)形儲水空腔21-1分別與第一通道19和第二通道18相連通。

所述的多功能溫控雙腔壓力室，試樣底座10中心至邊緣位置依次安裝有第二彎曲元27、第二圓環(huán)形陶土板17-2和第二圓環(huán)形透水石16-2；第二圓環(huán)形陶土板17-2和第二圓環(huán)形透水石16-2與試樣底座10之間分別設置有第三環(huán)形儲水空腔20-2和第四環(huán)形儲水空腔21-2，第三環(huán)形儲水空腔20-2與第三通道23-1和第五通道23-2相連，第三通道23-1和第五通道23-2末端安裝有第一高壓球閥24-1和第三高壓球閥24-2；

第四環(huán)形儲水空腔21-2與第四通道22相連通，第四通道22端部安裝有第二高壓球閥(24-3)；所述的試樣底座(10)上開設有第六通道25和第七通道28，第六通道25和第七通道28端部分別安裝有第四高壓球閥24-4和第五高壓球閥24-5。

所述的試樣底座10和反壓帽9為可拆分結(jié)構，可分別更換為第二試樣底座33和第二反壓帽32或者更換為第三試樣底座36和第三反壓帽35，所述的第二試樣底座33和第二反壓帽32為與非飽和三軸相配套的配件，第二試樣底座33上鑲嵌有陶土板34，所述的第三試樣底座36和第三反壓帽35為與普通飽和三軸相配套的配件。

實施例2

本實用新型所述多功能溫控雙腔壓力室結(jié)構能夠進行飽和三軸和非飽和三軸試驗，當進行飽和三軸試驗時，僅需將壓力室底座11上的第一高壓球閥24-1、第三高壓球閥24-2、第五高壓球閥24-5關閉即可，當進行非飽和三軸試驗時，僅需將壓力室底座11上的第二高壓球閥24-3關閉即可，能夠進行非飽和土應力、滲透等多因素耦合試驗。

實施例3

本實用新型所述多功能溫控雙腔壓力室結(jié)構能夠進行拉伸試驗，試驗前通過夾具38將內(nèi)置荷重傳感器8進行固定，保持與內(nèi)置荷重傳感器8相連接的反壓帽9與試樣31無荷載接觸，試驗開始利用試驗加載裝置對內(nèi)置荷重傳感器8進行拉伸，完成拉伸試驗。