本實(shí)用新型涉及巖土工程技術(shù)中的巖土檢測領(lǐng)域，更具體地說是一種可進(jìn)行真假三軸試驗(yàn)的裝置。

背景技術(shù)：

根據(jù)力學(xué)試驗(yàn)原理，假定一巖體保持平衡狀態(tài)，則其中某一點(diǎn)必有三種作用于互相垂直面上的應(yīng)力(如圖3所示)，圖3中平行于X、Y、Z三個(gè)方向的力，分別稱為大主應(yīng)力σ1、中主應(yīng)力σ2、小主應(yīng)力σ3；與三個(gè)主應(yīng)力垂直的作用面分別稱為大主應(yīng)力面、中主應(yīng)力面和小主應(yīng)力面；許多工程問題如深埋的水平巷道長度較大時(shí)，可作為平面應(yīng)變問題處理，即只考慮σ1和σ3；在考慮淺層地應(yīng)力時(shí)，一般認(rèn)為水平兩個(gè)方向地應(yīng)力相等，常按軸對稱問題處理，即σ2＝σ3；假三軸試驗(yàn)就是使試樣在軸對稱的應(yīng)力狀態(tài)下進(jìn)行試驗(yàn)，假三軸試驗(yàn)即常規(guī)三軸試驗(yàn)。

但是在實(shí)際巖土環(huán)境中，巖體所受到的三個(gè)主應(yīng)力的大小往往是不同的，真三軸試驗(yàn)是模擬巖體受到荷重的情況下，巖體內(nèi)任一小單元所承受的應(yīng)力狀態(tài)；研究在主應(yīng)力方向固定的條件下，主應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系及強(qiáng)度特性，即土的本構(gòu)關(guān)系；試樣一般為正立方體或矩形體；試驗(yàn)時(shí)對試樣各個(gè)互相垂直的主應(yīng)力面(即X、Y、Z)分別施加主應(yīng)力σ1、σ2及σ3(主應(yīng)力的關(guān)系是σ1>σ2>σ3)，即試樣在三個(gè)互相垂直面上施加各自獨(dú)立的三個(gè)主應(yīng)力σ1、σ2、σ3；真三軸試驗(yàn)方法測定的結(jié)果比假三軸試驗(yàn)即軸對稱三軸試驗(yàn)更能反映真實(shí)的本構(gòu)關(guān)系，也更復(fù)雜。

而實(shí)際上，很多單位資金并不充裕，同時(shí)擁有假三軸儀和真三軸儀并不符合實(shí)際，再加上各類工程的實(shí)踐使得很多單位需要更便捷地做假三軸試驗(yàn)與真三軸試驗(yàn)；這樣，開發(fā)一套結(jié)構(gòu)簡單、易操作、能進(jìn)行真假三軸試驗(yàn)的裝置就顯得很有必要了。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種可進(jìn)行真假三軸試驗(yàn)的裝置，結(jié)構(gòu)簡單、易操作、能進(jìn)行真假三軸試驗(yàn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種可進(jìn)行真假三軸試驗(yàn)的裝置，包括σ1方向加載系統(tǒng)、σ2方向加載系統(tǒng)、σ3方向加載系統(tǒng)，所述σ1方向加載系統(tǒng)包括：垂直加載活塞、上壓頭、下壓頭；所述σ2方向加載系統(tǒng)包括：手動操作加載部分、泵動加載部分；所述σ3方向加載系統(tǒng)包括：進(jìn)油口、出油口；所述垂直加載活塞、所述上壓頭、所述下壓頭設(shè)置于圍壓室內(nèi)；所述垂直加載活塞位于所述上壓頭正上方；所述上壓頭和所述下壓頭分別設(shè)置于試樣的上、下兩端；有左水平軸桿、右水平軸桿分別以軸對稱形式設(shè)置于所述圍壓室兩側(cè)、且分別穿過所述圍壓室外壁；所述泵動加載部分右端連接于所述左水平軸桿左端，所述手動操作加載部分左端連接于所述右水平軸桿右端；所述進(jìn)油口、所述出油口分別以軸對稱形式設(shè)置于所述圍壓室外壁下端的左、右兩側(cè)；有底座垂直連接于所述圍壓室下端；

在做真三軸試驗(yàn)時(shí)，σ2方向加載系統(tǒng)還包括水平壓頭；所述水平壓頭為長方體，且與所述試樣接觸的截面與所述試樣相同；所述上壓頭、所述下壓頭的底面形狀為正方形、且與所述試樣底面尺寸相同；

在做假三軸試驗(yàn)時(shí)，所述上壓頭、所述下壓頭的截面均為圓形、且與所述試樣底面尺寸相同，且所述左水平軸桿、所述右水平軸桿分別與所述圍壓室密封接合。

在上述技術(shù)方案中，在做真三軸試驗(yàn)時(shí)，所述水平壓頭共二個(gè)、且分別設(shè)置于所述試樣左、右兩端。便于夾緊試樣，防止試樣松動，影響試驗(yàn)結(jié)果。

在上述技術(shù)方案中，在做真三軸試驗(yàn)時(shí)，所述試樣為底面為正方形的矩形體，且所述試樣尺寸為底面邊長50mm，高100mm。底面為正方形，高度一般都大于底面邊長，所以為矩形體，這樣方便對試樣施加三個(gè)主應(yīng)力σ1，σ2，σ3，保持σ2≠σ3。

在上述技術(shù)方案中，在做假三軸試驗(yàn)時(shí)，所述試樣為圓柱體,且所述試樣尺寸為直徑50mm，高100mm。假三軸試驗(yàn)中，通過油壓保持σ2＝σ3，一般用直徑50mm高度100mm的標(biāo)準(zhǔn)試樣。

本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)僅通過更換少部分部件，就既可做真三軸試驗(yàn)又可做假三軸試驗(yàn)；在做真三軸試驗(yàn)時(shí)，把本實(shí)用新型改裝為可進(jìn)行真三軸試驗(yàn)的裝置，在做假三軸試驗(yàn)時(shí)，把本實(shí)用新型改裝為可進(jìn)行假三軸試驗(yàn)的裝置；

(2)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低；

(3)為科研單位節(jié)省資金，給研究人員提供方便。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型真三軸試驗(yàn)儀裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型假三軸試驗(yàn)儀裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型主應(yīng)力與主應(yīng)力面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中1-垂直加載活塞,2-上壓頭,3-下壓頭,4-手動操作加載部分,5-泵動加載部分,6-水平壓頭,7-試樣,8-進(jìn)油口,9-出油口,10-底座,11-左水平軸桿,12-右水平軸桿,13-圍壓室。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施情況，但它們并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限定，僅作舉例而已。同時(shí)通過說明使本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)更加清楚和容易理解。

參閱附圖可知：一種可進(jìn)行真假三軸試驗(yàn)的裝置，包括σ1方向加載系統(tǒng)、σ2方向加載系統(tǒng)、σ3方向加載系統(tǒng)，所述σ1方向加載系統(tǒng)包括：垂直加載活塞1、上壓頭2、下壓頭3；所述σ2方向加載系統(tǒng)包括：手動操作加載部分4、泵動加載部分5；所述σ3方向加載系統(tǒng)包括：進(jìn)油口8、出油口9；所述垂直加載活塞1、所述上壓頭2、所述下壓頭3設(shè)置于圍壓室13內(nèi)；所述垂直加載活塞1位于所述上壓頭2正上方；所述上壓頭2和所述下壓頭3分別設(shè)置于試樣7的上、下兩端；有左水平軸桿11、右水平軸桿12分別以軸對稱形式設(shè)置于所述圍壓室13兩側(cè)、且分別穿過所述圍壓室13外壁；所述泵動加載部分5右端連接于所述左水平軸桿11左端，所述手動操作加載部分4左端連接于所述右水平軸桿12右端；所述進(jìn)油口8、所述出油口9分別以軸對稱形式設(shè)置于所述圍壓室13外壁下端的左、右兩側(cè)；有底座10垂直連接于所述圍壓室13下端；

在做真三軸試驗(yàn)時(shí)，σ2方向加載系統(tǒng)還包括水平壓頭6；所述水平壓頭6為長方體，且與所述試樣7接觸的截面與所述試樣7相同；所述上壓頭2、所述下壓頭3的底面形狀為正方形、且與所述試樣7底面尺寸相同；

在做假三軸試驗(yàn)時(shí)，所述上壓頭2、所述下壓頭3的截面均為圓形、且與所述試樣7底面尺寸相同，且所述左水平軸桿11、所述右水平軸桿12分別與所述圍壓室13密封接合(如圖1、圖2所示)。

在做真三軸試驗(yàn)時(shí)，所述水平壓頭6共二個(gè)、且分別設(shè)置于所述試樣7左、右兩端。

在做真三軸試驗(yàn)時(shí)，所述試樣7為底面為正方形的矩形體。

在做假三軸試驗(yàn)時(shí)，所述試樣7為圓柱體。

參閱附圖可知：本實(shí)用新型一種可進(jìn)行真假三軸試驗(yàn)的裝置的工作過程如下：在做真三軸試驗(yàn)時(shí)，將可進(jìn)行真假三軸試驗(yàn)的裝置改裝成可進(jìn)行真三軸試驗(yàn)的裝置，試樣7為底面為正方形的矩形體，上壓頭2、下壓頭3的底面與試樣7的底面相同；用橡膠套裝好試樣7，先操作手動操作加載部分4，使右水平軸桿12貼近水平壓頭6，再操作泵動加載部分5，使左水平軸桿11貼近所述水平壓頭6，從而對試樣7施加σ2方向力；通過垂直加載活塞1對試樣7施加豎向軸力σ1；通過進(jìn)油口8和出油口9的油壓對試樣7施加σ3方向力；在做假三軸試驗(yàn)時(shí)，將所述可進(jìn)行真三軸試驗(yàn)的裝置改裝成可進(jìn)行假三軸試驗(yàn)的裝置，此時(shí)，去除所述可進(jìn)行真三軸試驗(yàn)的裝置中的水平壓頭6，將試樣7改為圓柱體；用橡膠套裝好試樣7；通過垂直加載活塞1對試樣7施加豎向軸力σ1；通過進(jìn)油口8和出油口9的油壓對試樣7施加σ2、σ3方向力。

為了能夠更加清楚地說明本實(shí)用新型所述的可進(jìn)行真假三軸試驗(yàn)的裝置與真三軸試驗(yàn)裝置、假三軸試驗(yàn)裝置相比較所具有的優(yōu)點(diǎn)，工作人員將這三種裝置進(jìn)行了比較：對某些既需要進(jìn)行巖石的真三軸試驗(yàn)，又需要進(jìn)行巖石的假三軸試驗(yàn)的單位來講，本實(shí)用新型成本僅為90萬、占地面積小、能進(jìn)行巖石的真三軸試驗(yàn)和假三軸試驗(yàn)，而真三軸試驗(yàn)裝置和假三軸試驗(yàn)裝置總成本需要150萬左右、占地面積大、需分別使用真三軸試驗(yàn)裝置和假三軸試驗(yàn)裝置分別進(jìn)行巖石的真三軸試驗(yàn)、假三軸試驗(yàn)。

其它未說明的部分均屬于現(xiàn)有技術(shù)。