考慮土體卸荷的土工三軸儀壓縮試驗壓力室的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本實用新型涉及一種考慮土體卸荷的土工三軸儀壓縮試驗壓力室。
【背景技術】
[0002]三軸壓縮試驗是測定土抗剪強度的一種方法。三軸壓縮儀由壓力室、軸向加荷系統(tǒng)、施加周圍壓力系統(tǒng)、孔隙水壓力量測系統(tǒng)等組成。
[0003]目前有普通三軸壓縮試驗儀和真三軸壓縮試驗儀兩種:
[0004]1、普通三軸壓縮試驗儀是通過加入液體(主要為水)圍壓來模擬巖土體收到的圍壓荷載，在通過豎向液壓裝置模擬豎向荷載;普通三軸壓縮試驗儀只能模擬豎向荷載大于或等于水平荷載(即)的情況，模擬類型較單一；
[0005]2、真三軸壓縮試驗儀是通過三個方向上加載來模擬巖土體的受力狀態(tài)。但真三軸壓縮試驗儀同樣不能模擬豎向荷載小于水平荷載的情況，且制造復雜，儀器龐大且精密，造價高昂，不易普及。
[0006]兩種壓縮試驗儀試驗中通過傳感器和壓力表記錄各向壓力大小，通過不斷加壓，最終將巖土體壓壞，通過計算最終測得巖土體的抗剪強度。
[0007]在現(xiàn)場基坑開挖過程中，偶有遇到開挖基坑邊坡附近土體卸荷后，出現(xiàn)只受水平荷載作用，或豎向荷載小于水平荷載的情況。這類工況下，目前的三軸壓縮試驗儀很難進行實際模擬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實用新型的目的是針對上述現(xiàn)狀，旨在提供一種在任何情況能實現(xiàn)豎向加載與橫向加載獨立進行，構(gòu)造簡單，操作簡便，易控制，造價低，使用壽命長、便于維修的土工三軸儀壓縮試驗壓力室。
[0009]本實用新型目的的實現(xiàn)方式為，考慮土體卸荷的土工三軸儀壓縮試驗壓力室，豎向加壓裝置的加壓頭在鋼制護筒上口內(nèi)，豎向加壓裝置的底部排水裝置由底部固定裝置固定;底部排水裝置設有底部排水管;密封豎向加壓裝置的軸承由鋼制旋蓋上部開口伸出；密封鋼制旋蓋帶螺紋旋鈕側(cè)內(nèi)口與鋼制護筒上口外螺紋連接;鋼制護筒底部由螺栓固定在承臺上;橡膠柱體加壓裝置在鋼制護筒內(nèi)，橡膠柱體加壓裝置的內(nèi)腔有向內(nèi)注入液體的注液孔;底部固定裝置固定在承臺內(nèi)；底部排水管穿過承臺，接外面的排水管。
[0010]試驗時先將密封鋼制旋蓋扭開，將橡膠柱體加壓裝置從鋼制護筒內(nèi)取出。將柱體試塊放入橡膠柱體加壓裝置中，然后再次放入鋼制護筒內(nèi)。將鋼制旋蓋扭緊，固定住豎向加壓裝置。將液體注入橡膠柱體加壓裝置的內(nèi)腔內(nèi)，使橡膠柱體加壓裝置發(fā)生膨脹，使其對試驗土體產(chǎn)生均勻的圍壓，但卻不干擾豎向加壓裝置的單獨加壓。豎向加壓裝置只對試驗土體頂部截面產(chǎn)生壓力荷載，不干擾橡膠柱體加壓裝置的單獨加壓。
[0011]實驗過程中通過控制注入液體的壓力以及觀測橡膠柱體加壓裝置注液孔處所裝壓力表的讀數(shù)，可以精確的控制土體試塊的圍壓(即02和03)，得到試驗理想數(shù)值。同時由于互不干擾性，豎向加壓裝置可以控制產(chǎn)生任意大于等于或者小于圍壓的豎向荷載，使試驗可以模擬出普通三軸壓縮試驗儀無法模擬的情況。
[0012]本實用新型的有益效果是:
[0013]1、試驗時可以單獨對圍壓(S卩02和03)和豎向荷載(O1)進行控制，兩者之間不受相互干擾；
[0014]2、可以模擬普通三軸壓縮試驗儀無法模擬的豎向荷載小于圍壓(8卩01<02 = 03)的情況；
[0015]3、試驗裝置簡單，易于安裝和操作，造價低，復雜機械連接件少、使用壽命長、便于維修。
[0016]將圓柱形試驗土體放入橡膠柱體加壓裝置內(nèi)，實現(xiàn)讓試驗土體豎向壓力和圍壓分開施加，本實用新型可以模擬普通三軸壓縮試驗儀無法模擬的豎向載荷小于圍壓載荷的情況。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)不意圖，
[0018]圖2為鋼制護筒結(jié)構(gòu)俯視圖，
[0019]圖3為底部排水裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面參照附圖詳述本實用新型。
[0021]本實用新型的豎向加壓裝置I的加壓頭在鋼制護筒5上口內(nèi)，加壓頭能夠上下活動又不左右晃動，豎向加壓裝置I的底部排水裝置9由底部固定裝置11固定;底部排水裝置9設有底部排水管8。密封豎向加壓裝置I的軸承由鋼制旋蓋2上部開口伸出，軸承能夠上下活動又不左右晃動。密封鋼制旋蓋2帶螺紋旋鈕側(cè)內(nèi)口與鋼制護筒5上口外螺紋連接。鋼制護筒底部由螺栓7固定在承臺10上。橡膠柱體加壓裝置4在鋼制護筒5內(nèi)，橡膠柱體加壓裝置的內(nèi)腔有向內(nèi)注入液體3的注液孔6。底部固定裝置11固定在承臺10內(nèi)。底部排水管8穿過承臺，接外面的排水管。
[0022]參照圖1，本實用新型的豎向加壓裝置I直徑為100mm，厚度為20mm;由鋼制旋蓋上部開口伸出的軸承直徑為40mm，長度為50mm。密封鋼制旋蓋2厚6mm，由優(yōu)質(zhì)鋼制作而成，內(nèi)徑為162mm，外徑為174mm，可與鋼制護筒底部螺紋接口旋緊后固定，形成密封空間。上部開有40_直徑孔洞可讓豎向加壓裝置I軸承移動。
[0023]橡膠柱體加壓裝置4柱體高度300mm，橡膠壁厚度為3mm，內(nèi)腔厚20mm。橡膠柱體加壓裝置4的注液孔6孔徑為12mm，嘴頭為鋼制螺紋接口。橡膠柱體加壓裝置4的注液孔6處裝有壓力表，能夠記錄內(nèi)壁圍壓的大小。
[0024]橡膠柱體加壓裝置4的橡膠采用耐水耐腐蝕，較易彈性變形的橡膠材料，底部橡膠柱體加壓裝置端部采用高強度鋼制螺紋嘴頭。
[0025]鋼制護筒5由優(yōu)質(zhì)鋼制作而成，厚5mm，內(nèi)徑為152mm，外徑為162mm，底部固定端直徑340mm，底部固定端有六個均勾圓周分布的螺栓孔12(見圖2)，孔心距固定端邊部30mm，可通過六顆內(nèi)徑為1mm的螺栓7與承臺10相連。
[0026]參照圖3，底部排水裝置9由優(yōu)質(zhì)鋼制作而成，直徑為100mm，厚度為20mm，軸承直徑為40mm，中心開有連底部排水管8的排水孔13，排水孔直徑為10mm，排水孔口與底部平齊并設有壓力表和止水閥。排水孔上所連底部排水管8直徑為10mm，可連接壓力表和閥門。承臺為邊長162mm，高度150mm優(yōu)質(zhì)鋼承臺。底部固定裝置為厚度4mm，直徑400mm，高度220mm優(yōu)質(zhì)鋼圓柱。
[0027]用上述規(guī)格的本實用新型進行試驗，試驗時先將密封鋼制旋蓋扭開，將橡膠柱體加壓裝置從鋼制護筒內(nèi)取出。將直徑為100mm，高度300mm 土體試塊一份，外面套上一層塑料薄膜，放入橡膠柱體加壓裝置4中，然后再次放入鋼制護筒內(nèi)，注意放入時鋼制護筒5底部的預留孔洞要與橡膠柱體加壓裝置底部注液孔6相吻合。將鋼制護筒5通過螺栓7與底部固定裝置11相固定，將豎向加壓裝置I與試驗土體相接處但不要施加力，然后旋緊密封鋼制旋蓋2 ο將液體通過液壓栗注入橡膠柱體加壓裝置4的內(nèi)腔內(nèi)，由于液體的注入使使橡膠柱體加壓裝置發(fā)生膨脹變形，鋼制護筒5內(nèi)壁和橡膠壁外側(cè)緊密接觸，限制其膨脹，則壓力無法通過變形釋放，從而轉(zhuǎn)化為對內(nèi)部試塊產(chǎn)生的圍壓。通過橡膠柱體加壓裝置)的注液孔6處裝有壓力表可以記錄此時土體試塊所受到的圍壓大小，而此時豎向加壓裝置I也可以按照試驗要求獨立進行加壓，底部排水裝置可以按照試驗是否要求排水進行排水控制。
[0028]實驗過程中通過控制注入液體的壓力以及觀測橡膠柱體加壓裝置注液孔處所裝壓力表的讀數(shù)，可以精確的控制土體試塊的圍壓(即02和03)，得到試驗理想數(shù)值。同時由于互不干擾性，豎向加壓裝置可以控制產(chǎn)生任意大于等于或者小于圍壓的豎向荷載，使試驗可以模擬出普通三軸壓縮試驗儀無法模擬的情況。
【主權(quán)項】
1.考慮土體卸荷的土工三軸儀壓縮試驗壓力室，其特征在于:豎向加壓裝置的加壓頭在鋼制護筒上口內(nèi)，豎向加壓裝置的底部排水裝置由底部固定裝置固定;底部排水裝置設有底部排水管;密封豎向加壓裝置的軸承由鋼制旋蓋上部開口伸出；密封鋼制旋蓋帶螺紋旋鈕側(cè)內(nèi)口與鋼制護筒上口外螺紋連接;鋼制護筒底部由螺栓固定在承臺上;橡膠柱體加壓裝置在鋼制護筒內(nèi)，橡膠柱體加壓裝置的內(nèi)腔有向內(nèi)注入液體的注液孔;底部固定裝置固定在承臺內(nèi)；底部排水管穿過承臺，接外面的排水管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮土體卸荷的土工三軸儀壓縮試驗壓力室，其特征在于:豎向加壓裝置(I)直徑為10mm，厚度為20mm；由鋼制旋蓋上部開口伸出的軸承直徑為40mm，長度為50mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮土體卸荷的土工三軸儀壓縮試驗壓力室，其特征在于:密封鋼制旋蓋(2)厚6mm，由鋼制作而成，內(nèi)徑為162mm，外徑為174mm;上部開有直徑為40mm孔洞。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮土體卸荷的土工三軸儀壓縮試驗壓力室，其特征在于:橡膠柱體加壓裝置(4)柱體高度300mm，壁厚度為3mm，內(nèi)腔厚20mm，注液孔(6)孔徑為12沒m。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮土體卸荷的土工三軸儀壓縮試驗壓力室，其特征在于:橡膠柱體加壓裝置(4)的注液孔(6)處裝有壓力表。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮土體卸荷的土工三軸儀壓縮試驗壓力室，其特征在于:鋼制護筒(5)厚5mm，內(nèi)徑為152mm，外徑為162mm，底部固定端直徑340mm，底部固定端有六個均勾圓周分布的螺栓孔，孔心距固定端邊部30mm。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮土體卸荷的土工三軸儀壓縮試驗壓力室，其特征在于:底部排水裝置(9)直徑為100mm，厚度為20mm，軸承直徑為40mm，中心開有直徑為1mm的排水孔;底部排水管(8)直徑為10mm。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮土體卸荷的土工三軸儀壓縮試驗壓力室，其特征在于:底部排水裝置(9)中心開有連底部排水管(8)的排水孔，排水孔直徑為10mm，排水孔口與底部平齊并設有壓力表和止水閥。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮土體卸荷的土工三軸儀壓縮試驗壓力室，其特征在于:承臺(10)為邊長162_，高度150mm鋼承臺；底部固定裝置(11)為厚4_，直徑400_，高220mm鋼圓柱。
【專利摘要】本實用新型涉及一種考慮土體卸荷的土工三軸儀壓縮試驗壓力室，豎向加壓裝置的加壓頭在鋼制護筒上口內(nèi)，豎向加壓裝置的底部排水裝置由底部固定裝置固定；底部排水裝置設底部排水管；密封豎向加壓裝置的軸承由鋼制旋蓋上部開口伸出；密封鋼制旋蓋帶螺紋旋鈕側(cè)內(nèi)口與鋼制護筒上口外螺紋連接；鋼制護筒底部由螺栓固定在承臺上；橡膠柱體加壓裝置在鋼制護筒內(nèi)，橡膠柱體加壓裝置內(nèi)腔有注液孔。試驗時,柱體試塊放入橡膠柱體加壓裝置中，液體注入橡膠柱體加壓裝置內(nèi)腔，橡膠柱體加壓裝置膨脹對試驗土體產(chǎn)生均勻的圍壓，豎向加壓裝置只對試驗土體頂部截面產(chǎn)生壓力荷載。豎向加載與橫向加載獨立進行，構(gòu)造簡單，操作簡便，易控制、可實現(xiàn)大部分試驗。
【IPC分類】G01N3/02
【公開號】CN205192836
【申請?zhí)枴緾N201520838245
【發(fā)明人】胡其志, 舒安齊, 肖衡林, 莊心善, 陶高梁
【申請人】湖北工業(yè)大學
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2015年10月26日