專利名稱：動靜三軸試驗機非飽和體變測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種實驗設(shè)備，具體說，涉及一種動靜三軸試驗機非飽和體變測量裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代巖土力學(xué)研究領(lǐng)域，需要根據(jù)用戶不同要求配置圍壓系統(tǒng)、巖石土引伸計、 高低溫系統(tǒng)、孔隙水壓系統(tǒng)、巖石直剪試驗系統(tǒng)及巖石剪切、劈裂夾具等參數(shù)，完成巖石在不同圍壓下的三軸壓縮試驗、孔隙滲透試驗、高低溫環(huán)境試驗。但是，現(xiàn)有設(shè)備在試驗過程中不能自動精確地控制及顯示試驗力、圍壓、軸向變形、徑向變形等參數(shù)，使得測量非飽和體變值變得非常繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種動靜三軸試驗機非飽和體變測量裝置，能夠方便測量非飽和體變值。技術(shù)方案如下一種動靜三軸試驗機非飽和體變測量裝置，包括軸向位移傳感器、計算機、測量與電液伺服控制器、位移傳感器、油缸活塞、電液伺服閥、非飽和體變測量活塞、圍壓傳感器、 非飽和體變測量缸、三軸壓力室、軸向加載活塞桿、軸向油缸活塞、軸向電液伺服閥、軸向油缸、活塞桿和試樣容器；所述計算機和測量與電液伺服控制器通過電纜連接，所述測量與電液伺服控制器分別與所述電液伺服閥、位移傳感器、圍壓傳感器和軸向位移傳感器通過導(dǎo)線連接；所述油缸活塞和非飽和體變測量活塞設(shè)置在所述非飽和體變測量缸內(nèi)，并通過所述活塞桿相連接，所述電液伺服閥的兩端通過管道分別連接所述油缸活塞兩側(cè)的油室；所述位移傳感器設(shè)置在所述活塞桿上；所述軸向油缸活塞設(shè)置在所述軸向油缸內(nèi)，所述軸向電液伺服閥的兩端通過管道分別連接所述軸向油缸活塞兩側(cè)的油室；所述試樣容器設(shè)置在所述三軸壓力室內(nèi)，所述圍壓傳感器通過管道分別連接所述非飽和體變測量缸和三軸壓力室；所述軸向油缸活塞通過所述軸向加載活塞桿伸入試樣容器內(nèi)部，所述軸向位移傳感器設(shè)置在軸向加載活塞桿上。進一步在所述活塞桿和所述非飽和體變測量缸之間設(shè)置有密封環(huán)。進一步在所述軸向加載活塞桿與所述三軸壓力室和軸向油缸之間設(shè)置有密封環(huán)。技術(shù)效果包括1、利用本發(fā)明能夠方便測量非飽和體變值。2、壓力室采用先進的密封技術(shù)及自平衡結(jié)構(gòu)，軸壓與圍壓互不影響。3、測量控制系統(tǒng)先進，控制精度及自動化程度高，容錯性強。


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圖1是本發(fā)明動靜三軸試驗機非飽和體變測量裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式本發(fā)明動靜三軸試驗機非飽和體變測量裝置用于測量動靜三軸試驗機非飽和體變和控制周圍壓力。下面參考附圖和優(yōu)選實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作詳細(xì)說明。如圖1所示，是本發(fā)明動靜三軸試驗機非飽和體變測量裝置的結(jié)構(gòu)框圖。動靜三軸試驗機非飽和體變測量裝置的結(jié)構(gòu)包括軸向位移傳感器1、計算機2、測量與電液伺服控制器3、位移傳感器4、油缸活塞5、電液伺服閥6、非飽和體變測量活塞7、圍壓傳感器8、 非飽和體變測量缸9、三軸壓力室10、軸向加載活塞桿12、軸向油缸活塞13、軸向電液伺服閥14、軸向油缸15、活塞桿16和試樣容器17。粗顆粒土試樣11做為實驗樣本放置在試樣容器17內(nèi)。計算機2內(nèi)部加載有測量軟件，和測量與電液伺服控制器3通過電纜連接，用于即時處理數(shù)據(jù)和參數(shù)，并向測量與電液伺服控制器3下發(fā)動作指令。測量與電液伺服控制器 3分別與電液伺服閥6、位移傳感器4、圍壓傳感器8和軸向位移傳感器1通過導(dǎo)線連接，根據(jù)動作指令控制上述元件動作。油缸活塞5和非飽和體變測量活塞7設(shè)置在非飽和體變測量缸9內(nèi)，并通過活塞桿16相連接，電液伺服閥6的兩端通過管道分別連接油缸活塞5兩側(cè)的油室。位移傳感器4設(shè)置在活塞桿16上，用于記錄活塞桿16的位移數(shù)據(jù)，并將位移數(shù)據(jù)傳送給測量與電液伺服控制器3。軸向油缸活塞13設(shè)置在軸向油缸15內(nèi)，軸向電液伺服閥14的兩端通過管道分別連接軸向油缸活塞13兩側(cè)的油室。試樣容器17設(shè)置在三軸壓力室10內(nèi)，在試樣容器17 和三軸壓力室10之間的空間充滿水。圍壓傳感器8通過管道分別連接非飽和體變測量缸 9和三軸壓力室10。軸向油缸活塞13通過軸向加載活塞桿12伸入試樣容器17內(nèi)部。軸向位移傳感器1設(shè)置在軸向加載活塞桿12上，用于測量軸向加載活塞桿12的位移數(shù)據(jù)，并將位移數(shù)據(jù)傳送給測量與電液伺服控制器3。在活塞桿16和非飽和體變測量缸9之間，以及軸向加載活塞桿12與三軸壓力室 10和軸向油缸15之間均設(shè)置有密封環(huán)。使用時，取適量粗顆粒土試樣11放入三軸壓力室10，通過軸向加載活塞桿12向粗顆粒土試樣11施加軸向載荷，并通過非飽和體變測量活塞7向試樣施加周圍壓力，這樣就可以測量粗顆粒土試樣11的非飽和體變。動靜三軸試驗機非飽和體變測量裝置通過電液伺服閥6和測量與電液伺服控制器3控制，可以準(zhǔn)確施加與保持周圍壓力。在軸向通過軸向電液伺服閥14、軸向油缸活塞13 和軸向加載活塞桿12向粗顆粒土試樣11施加軸向載荷時，軸向加載活塞桿12將伸入試樣容器17，但由于充滿水的三軸壓力室10的體積不變，這將造成三軸壓力室10水壓變化，水壓的變化通過圍壓傳感器8反饋到測量與電液伺服控制器3，又通過電液伺服閥6控制油缸活塞5和非飽和體變測量活塞7動作調(diào)整周圍壓力，這個過程將使周圍壓力基本保持穩(wěn)定。通過非飽和體變測量活塞7、軸向加載活塞桿12的面積，以及他們的位移數(shù)據(jù)，利用計算機2就可以計算非飽和體變值。
權(quán)利要求
1.一種動靜三軸試驗機非飽和體變測量裝置，其特征在于包括軸向位移傳感器、計算機、測量與電液伺服控制器、位移傳感器、油缸活塞、電液伺服閥、非飽和體變測量活塞、 圍壓傳感器、非飽和體變測量缸、三軸壓力室、軸向加載活塞桿、軸向油缸活塞、軸向電液伺服閥、軸向油缸、活塞桿和試樣容器；所述計算機和測量與電液伺服控制器通過電纜連接， 所述測量與電液伺服控制器分別與所述電液伺服閥、位移傳感器、圍壓傳感器和軸向位移傳感器通過導(dǎo)線連接；所述油缸活塞和非飽和體變測量活塞設(shè)置在所述非飽和體變測量缸內(nèi)，并通過所述活塞桿相連接，所述電液伺服閥的兩端通過管道分別連接所述油缸活塞兩側(cè)的油室；所述位移傳感器設(shè)置在所述活塞桿；所述軸向油缸活塞設(shè)置在所述軸向油缸內(nèi)，所述軸向電液伺服閥的兩端通過管道分別連接所述軸向油缸活塞兩側(cè)的油室；所述試樣容器設(shè)置在所述三軸壓力室內(nèi)，所述圍壓傳感器通過管道分別連接所述非飽和體變測量缸和三軸壓力室；所述軸向油缸活塞通過所述軸向加載活塞桿伸入試樣容器內(nèi)部，所述軸向位移傳感器設(shè)置在軸向加載活塞桿上。
2.如權(quán)利要求1所述的動靜三軸試驗機非飽和體變測量裝置，其特征在于在所述活塞桿和所述非飽和體變測量缸之間設(shè)置有密封環(huán)。
3.如權(quán)利要求1或者2所述的動靜三軸試驗機非飽和體變測量裝置，其特征在于在所述軸向加載活塞桿與所述三軸壓力室和軸向油缸之間設(shè)置有密封環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種動靜三軸試驗機非飽和體變測量裝置，包括軸向位移傳感器、計算機、測量與電液伺服控制器、位移傳感器、油缸活塞、電液伺服閥、非飽和體變測量活塞、圍壓傳感器、非飽和體變測量缸、三軸壓力室、軸向加載活塞桿、軸向油缸活塞、軸向電液伺服閥、軸向油缸、活塞桿和試樣容器。利用本發(fā)明能夠方便測量非飽和體變值。
文檔編號G01B21/32GK102175527SQ20111000491
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月11日
發(fā)明者劉啟旺, 劉小生, 常亞屏, 張栓旺, 王宏, 趙劍明, 陳寧 申請人:中國水利水電科學(xué)研究院