專利名稱：雙活塞式多功能三軸壓力室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土力學(xué)三軸壓縮試驗用核心裝置，用它可進行應(yīng)力式、應(yīng)變式常規(guī)三軸及平面應(yīng)變、真三軸壓縮試驗。
迄今為止，同類裝置中以日本誠研舍生產(chǎn)的“三向應(yīng)力控制三軸儀”比較好，(見附圖2)，在該儀器中，中主應(yīng)力施加裝置安放在三軸壓力室〔29〕中，通過管路〔24〕向一對橡皮袋〔22〕充壓力水，并經(jīng)橡皮袋將壓力施加在試樣〔23〕的側(cè)面，橡皮袋的外側(cè)由一對保護室〔21〕保護，防止橡皮袋在液壓作用下破裂;大主應(yīng)力是通過軸向活塞〔25〕經(jīng)剛性傳壓板〔26〕施加;小主應(yīng)力是通過管路〔27〕往三軸壓力室〔29〕中充水施加壓力的。該儀器的不足之處在于，1.不能直接從外部量測試樣在中主應(yīng)力方向上的變形，2.中主應(yīng)力與小主應(yīng)力差值允許范圍太小(規(guī)定σ2-σ3＜2.5公斤/厘米2)，否則橡皮袋在與試樣接觸的邊角處易破裂，3.為防止橡皮袋〔22〕在水壓作用下從邊角處突出，在保護室〔21〕的邊角處設(shè)有邊翼〔28〕，(見附圖3)，邊翼平行于試樣〔23〕的小主應(yīng)力面，但當試樣在軸向受壓后，試樣會在小主應(yīng)力面發(fā)生變形，當達到一定變形量后，側(cè)變形受阻，影響試驗結(jié)果的準確性，也由于中主應(yīng)力是通過橡皮袋施加，試樣在邊角處會受到干擾，影響試驗結(jié)果，4.在施加大主應(yīng)力過程中，試樣位置易產(chǎn)生上下偏心，影響中主應(yīng)力的施加。
本發(fā)明的目的就在于提供一種雙活塞式多功能三軸壓力室，利用該壓力室可以克服上述之不足。該雙活塞式多功能三軸壓力室是由三軸加壓裝置構(gòu)成(見附

圖1)，其特征在于，施加中主應(yīng)力的一對加壓裝置〕〔6〕對稱地(緊接下頁)與三軸壓力室的筒壁〔14〕組合裝配在一起，并采用雙導(dǎo)向平隔膜〔7〕密封活塞〔9〕，活塞桿〔8〕和承壓板〔4〕給試樣〔5〕施加中主應(yīng)力，活塞桿〔8〕的另一端與三軸壓力室外部的變形量表〔15〕相連;軸向裝有雙活塞，即上活塞〔20〕及下活塞〔10〕分別與上活塞室〔1〕和下活塞室〔13〕相連接，上下活塞室由導(dǎo)管〔12〕連通。
利用該雙活塞式多功能三軸壓力室，由于中主應(yīng)力加壓裝置組合裝配在筒壁上，加壓裝置采用雙導(dǎo)向平隔膜密封活塞施加中主應(yīng)力，通過與活塞桿另一端相連的變形量表，可以在外部直接測量試樣在中主應(yīng)力方向的變形;并且又由于中主應(yīng)力是通過活塞系統(tǒng)經(jīng)剛性板而不是經(jīng)橡皮袋施加，所以中主應(yīng)力與小主應(yīng)力的差值可增至4.5公斤/厘米2，當然，也就不會發(fā)生保護室邊翼對試樣主應(yīng)力面變形的影響及對試樣邊角處的干擾。
下面結(jié)合附圖1介紹本發(fā)明的一個實施例，該雙活塞式多功能三軸壓力室，上下兩端筒身為有機玻璃筒〔11〕，中間部分為不銹鋼筒〔14〕，并對稱鑲有一對中主應(yīng)力小壓力室〔6〕，小壓力室中的活塞〔9〕，采用平隔膜密封〔7〕止水，活塞兩端設(shè)有活塞桿〔8〕，它與小壓力室兩端的襯套為滑配合，活塞桿〔8〕的一端伸入該三軸壓力室內(nèi)，端部連接剛性中主應(yīng)力承壓板〔4〕，加壓系統(tǒng)通過管路給小壓力室活塞〔9〕施加壓力，再經(jīng)過活塞桿〔8〕及承壓板〔4〕將壓力傳給試樣〔5〕，活塞桿的另一端伸出該三軸壓力室外部，并接在變形量表〔15〕上，即可直接測量中主應(yīng)力方向上的變形。
在底座〔19〕上設(shè)有下活塞〔10〕并與下活塞室〔13〕相聯(lián)，頂蓋〔3〕上有活塞桿〔2〕與上活塞室〔1〕的上活塞〔20〕相連接，頂蓋〔3〕上還設(shè)有放氣孔〔17〕，軸向加荷就采用該雙活塞式結(jié)構(gòu)，下活塞室〔13〕與上活塞室〔1〕由導(dǎo)管〔12〕相聯(lián)，從而使施加軸向載荷后，試樣上下兩端承壓相等，可保持試樣上下中心位置不變，避免了中主應(yīng)力作用點偏心。曾利用該裝置完成了國家攻關(guān)項目的試驗任務(wù)，取得了良好的試驗結(jié)果。
附圖的簡單說明附圖1雙活塞式多功能三軸壓力室正視圖1……上活塞室2……活塞桿3……頂蓋4……承壓板5……試樣6……小活塞室7……雙導(dǎo)向平隔膜8……活塞桿9……密封活塞10……下活塞11……有機玻璃筒12……導(dǎo)管13……下活塞室14……不銹鋼筒15……變形量表17……排氣孔19……底座20……上活塞附圖2日本誠研舍生產(chǎn)的“三向應(yīng)力控制三軸儀”圖21……保護室22……橡皮袋23……試樣24……導(dǎo)管25……軸向活塞26……剛性承壓板27……管路29……壓力室附圖3為圖2AA剖視圖23……試樣28……邊翼
權(quán)利要求
一種雙活塞式多功能三軸壓力室是由三軸加壓裝置構(gòu)成，其特征在于，施加中主應(yīng)力的一對加壓裝置[6]對稱地與三軸壓力室的筒壁[14]組合裝配在一起，并通過雙導(dǎo)向平隔膜[7]密封活塞[9]、活塞桿[8]和承壓板[4]接觸試樣[5]，活塞桿的另一端與三軸壓力室外部的變形量表[15]相連；軸向裝有雙活塞-上活塞[2]及下活塞[10]分別與上活塞室[1]及下活塞室[13]相連接，上下活塞由導(dǎo)管[12]連通。
全文摘要
本發(fā)明屬于土力學(xué)三軸壓縮試驗用核心裝置，用它可進行應(yīng)力式，應(yīng)變式常規(guī)三軸及平面應(yīng)變真三軸壓縮試驗，在本發(fā)明中，施加中主應(yīng)力采用雙導(dǎo)向平隔膜密封活塞系統(tǒng)，實現(xiàn)了從壓力室外部直接測量試樣在中主應(yīng)力方向上的變形，并改善了加壓方式，提高了試驗的準確性；軸向裝有互相連通的上下活塞室及活塞加壓系統(tǒng)，避免了試樣在加壓過程中上下偏心。
文檔編號G01N3/12GK1034806SQ8810005
公開日1989年8月16日 申請日期1988年1月14日 優(yōu)先權(quán)日1988年1月14日
發(fā)明者劉鳳德 申請人:清華大學(xué)