专利名称：卧式三轴压力室的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及土石坝工程试验技术，尤其涉及一种卧式三轴压力室。
背景技术：
压实粘土的抗拉强度和极限拉伸应变，是进行土工建筑物裂缝评价非常重要的拉伸特性参数。认识压实粘土的拉伸特性和破坏机理，对于土石坝工程的安全评价具有重要意义。例如，张拉裂缝是土石坝工程中常见的隐患和主要破坏类型。由不均匀沉降导致的坝表横向张拉裂缝，和由楔劈水压力导致的心墙水力劈裂裂缝，是土石坝张拉裂缝的主要类型。这些裂缝会导致土石坝防渗体破坏。因此，压实粘土三轴拉伸条件下的应力应变关系特性、强度特性和破坏机理的研究具有重要的工程应用价值，关系到能否合理正确地评价土工建筑开裂准则。进行压实粘土的三轴拉伸试验是研究和解决上述问题的一个基本手段。由于试验方法的限制，早期对压实粘土拉伸特性的研究手段以单轴拉伸试验为主。在三轴拉伸试验仪器方面，一般是在现有常规三轴压缩仪上进行改装得到。但是，在采用改装得到的三轴拉伸试验仪器进行，土体试样必须竖直放置在三轴拉伸试验仪器进行土体三轴拉伸等土体应力变形特性试验时，土体试样必须竖直放置在三轴拉伸试验仪器的压力室中，使得土体试样自重对试验结果造成了负面影响。
实用新型内容本实用新型提供一种卧式三轴压力室，用于减少土体试样自重对土体应力变形特性试验结果的负面影响，提高试验结果的准确性。本实用新型提供一种卧式三轴压力室，包括卧式压力室主体，所述卧式压力室主体的前后两侧分别设置有前挡板和后挡板，所述后挡板上开设有分别与所述卧式压力室主体内导通的进水孔和排水孔，所述进水孔位于所述排水孔的上方；土体试样，所述土体试样水平放置于所述卧式压力室主体内；前活塞杆，所述前活塞杆的一端水平穿过所述前挡板并与所述土体试样的一端连接，所述前活塞杆的另一端露在所述卧式压力室主体外；后活塞杆，所述后活塞杆的一端水平穿过所述后挡板并与所述土体试样的另一端连接，所述后活塞杆的另一端露在所述卧式压力室主体外；所述前活塞杆和所述后活塞杆水平中心对齐且可带动所述土体试样水平移动。可选的，所述卧式三轴压力室还包括用于支撑所述土体试样的水平支架，所述水平支架位于所述卧式压力室主体内并与所述卧式压力室主体的底部连接。所述水平支架和所述土体试样之间还可设置有滚动轴承。可选的，所述卧式三轴压力室还包括固定挡板，所述固定挡板与所述后挡板露出所述卧式压力室主体的一端连接。[0012]可选的，所述卧式三轴压力室还包括前土体试样帽，设置于所述前活塞杆的一端与所述土体试样的一端之间；后土体试样帽，设置于所述后活塞杆的一端与所述土体试样的另一端之间。可选的，所述前挡板的顶部高于所述卧式压力室主体的顶部；所述前挡板的顶部还开设有通气孔，且所述通气孔与所述卧式压力室主体内导通。所述前挡板上还开设有前排气孔，所述前排气孔经管道与所述土体试样的一端导通；所述后挡板上还开设有后排气孔，所述后排气孔经管道与所述土体试样的另一端导通。可选的，所述前活塞杆的两端分别设有螺扣，所述前活塞杆穿过所述前挡板的一端通过螺扣与所述前土体试样帽连接。所述后活塞杆的两端分别设有螺扣，所述后活塞杆穿过所述后挡板的一端通过螺扣与所述后土体试样帽连接，且所述后活塞杆露出所述卧式三轴压力室的一端通过螺扣与所述固定挡板连接。可选的，所述后挡板与所述卧式压力室主体可拆卸式连接。 本实用新型提供的卧式三轴压力室，支持土体试样在卧式压力室内的水平放置，通过分别与土体试样两端分别连接的前活塞杆和后活塞杆，以及注入卧式压力室内的水，可对土体试样施加一定的围压，满足了在三轴条件下对土体试样拉压等应力性能进行系统分析的试验要求，并且由于土体试样的水平放置，因此减少了土体试样自重对土体应力变形特性试验结果的负面影响，进而提高了试验结果的准确性。
图I为本实用新型提供的卧式三轴压力室的结构俯视图；图2为本实用新型提供的卧式三轴压力室的结构主视图。附图标记I-前活塞杆；2-后活塞杆；3-前挡板；4-卧式压力室主体； 5-后挡板；6- 土体试样；7-前土体试样帽；8-后土体试样帽； 9-通气孔；10-前排气孔；11-后排气孔；12-进水孔；13-排水孔；14-滚动轴承；15-水平支架；16-固定挡板。
具体实施方式
图I为本实用新型提供的卧式三轴压力室的结构俯视图，图2为本实用新型提供的卧式三轴压力室的结构主视图。如图I和图2所示，卧式三轴压力室包括前活塞杆I、后活塞杆2、卧式压力室主体4和土体试样6。卧式压力室主体4的前后两侧分别设置有前挡板3和后挡板5。后挡板5上开设有分别与卧式压力室主体4内导通的进水孔12和排水孔13，进水孔12位于排水孔13的上方。经进水孔12可向卧式压力室主体4注水，经排水孔13可将卧式压力室主体4的水向外排出。土体试样6水平放置于卧式压力室主体4内。前活塞杆I的一端水平穿过前挡板3并与土体试样6的一端连接，前活塞杆I的另一端露在卧式压力室主体4外。后活塞杆2的一端水平穿过后挡板5并与土体试样6的另一端连接，后活塞杆2的另一端露在卧式压力室主体4外。前后塞杆I和后活塞杆2水平中心对齐，且前活塞杆I和后活塞杆2可带动土体试样6水平移动。本实用新型提供的卧式三轴压力室，支持土体试样在卧式压力室内的水平放置，通过分别与土体试样两端分别连接的前活塞杆和后活塞杆，以及注入卧式压力室内的水，可对土体试样施加一定的围压，满足了在三轴条件下对土体试样拉压等应力性能进行系统分析的试验要求，并且由于土体试样的水平放置，因此减少了试样自重对土体应力变形特性试验结果的负面影响，进而提高了试验结果的准确性。在上述技术方案的基础上，为了进一步降低土体试样自重弯矩对试验结果的负面影响，可在土体试样6的正下方设置水平支架15，水平支架15用于为土体试样6提供支撑，位于卧式压力室主体4内并与卧式压力室主体4的底部连接。为了减少土体试样与水平支架之间的摩擦力，可在土体试样6和水平支架15之间设置滚动轴承14。可选的，为了给后挡板提供支撑，卧式三轴压力室还可包括固定挡板16，固定挡板16与后活塞杆2露出卧式压力室主体4的一端连接。在实际应用中，固定挡板16可固定在用于放置卧式三轴压力室的试验台上。可选的，为了提高活塞杆与土体试样连接的方便性，可选的，卧式三轴压力室还可包括前土体试样帽7和后土体试样帽8。前土体试样帽7设置于前活塞杆I的一端与土体试样6的一端之间；后土体试样帽8设置于后活塞杆2的一端与土体试样6的另一端之间。前土体试样帽7和土体试样6之间，后土体试样帽8与土体试样6之间，可采用环氧结构胶进行粘结。前活塞杆I的两端可分别设有螺扣，前活塞杆I穿过前挡板3的一端通过螺扣与前土体试样帽7连接。后活塞杆2的两端也可分别设有螺扣，后活塞杆2穿过后挡板5的一端通过螺扣与后土体试样帽8连接，且后活塞杆2露出卧式压力室主体4的一端通过螺扣与固定挡板16连接。前挡板3的顶部高于卧式压力室主体4的顶部。为了方便进行卧式三轴压力室的进水和排水，可选的，前挡板的顶部还可开设有通气孔9，通气孔9与卧式压力室主体4内导通。在卧式三轴压力室进水或排水时，可打开通气孔9，反之关闭通气孔9。对土体试样的三轴拉伸、压缩和拉压往复等土体应力变形特性试验时，通常需要在土体试样上包裹乳胶膜，以免土体试样受到注入卧式压力室主体4内的水进入土体试样中。为了保证非饱和土体试样内部与外界大气连通，防止进行上述试验时乳胶膜内产生负压影响试验结果，可选的前挡板3上还可开设前排气孔10，前排气孔10经管道与土体试样6的一端导通；后挡板5上还可开设有后排气孔11，后排气孔11经管道与土体试样6的另一端导通。前排气孔10和后排气孔11可相对应设置。进一步的，为了提高卧式三轴压力室安装的方便性，可选的，后挡板5可拆卸，SP后挡板5与卧式压力室主体4可拆卸式连接。下面说明本实用新型提供的卧式三轴压力室的工作原理。在采用本实用新型提供的卧式三轴压力室进行三轴拉伸、压缩和拉压往复等土体应力特性试验时，首先按试验方案的要求将土体试样6的两端，分别与前土体试样帽7和后土体试样帽8连接，用乳胶膜将前土体试样帽7和后土体试样帽8的两端绑扎好。之后将完成上述步骤的土体试样6水平放置在卧式压力室主体4内的布设了滚动轴承14的水平支架15上，将前土体试样帽7和后土体试样帽8，分别连接前活塞杆I和后活塞杆2，同时微调水平支架15高度以使土体试样可以顺畅地水平移动，然后将卧式压力室主体4的后盖盖好。完成上述操作之后，打开通气孔9，从进水孔12向卧式压力室主体4内注水，待卧式压力室主体室内充满水后,关闭通气孔9。根据试验方案对土体试样施加一定的围压，并固结10 12小时。试验结束后，撤去围压，同时打开排水孔13，待卧式压力室主体4室内的水排空 后，拆除土体试样，在拆除过程中注意保护土体试样的完整性。试验结果表明，由于采用本实用新型提供的卧式三轴压力室，在卧式压力室内水平放置土体试样，减少了试样自重对土体应力变形特性试验结果的负面影响，进而提高了试验结果的准确性。本实用新型提供的卧式三轴压力室，可用于进行压实粘土等土体试样的三轴拉伸、压缩和拉压往复等土体应力变形特性试验，可满足对压实粘土等土体试样进行拉压等应力性能进行系统分析的要求。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求1.一种卧式三轴压力室，其特征在于，包括 卧式压力室主体，所述卧式压力室主体的前后两侧分别设置有前挡板和后挡板，所述后挡板上开设有分别与所述卧式压力室主体内导通的进水孔和排水孔，所述进水孔位于所述排水孔的上方； 土体试样，所述土体试样水平放置于所述卧式压力室主体内； 前活塞杆，所述前活塞杆的一端水平穿过所述前挡板并与所述土体试样的一端连接，所述前活塞杆的另一端露在所述卧式压力室主体外； 后活塞杆，所述后活塞杆的一端水平穿过所述后挡板并与所述土体试样的另一端连接，所述后活塞杆的另一端露在所述卧式压力室主体外；所述前活塞杆和所述后活塞杆水平中心对齐且可带动所述土体试样水平移动。
2.根据权利要求I所述的卧式三轴压力室，其特征在于，还包括用于支撑所述土体试样的水平支架，所述水平支架位于所述卧式压力室主体内并与所述卧式压力室主体的底部连接。
3.根据权利要求2所述的卧式三轴压力室，其特征在于，所述水平支架和所述土体试样之间还设置有滚动轴承。
4.根据权利要求I所述的卧式三轴压力室，其特征在于，还包括固定挡板，所述固定挡板与所述后挡板露出所述卧式压力室主体的一端连接。
5.根据权利要求I所述的卧式三轴压力室，其特征在于，还包括 前土体试样帽，设置于所述前活塞杆的一端与所述土体试样的一端之间； 后土体试样帽，设置于所述后活塞杆的一端与所述土体试样的另一端之间。
6.根据权利要求I所述的卧式三轴压力室，其特征在于，所述前挡板的顶部高于所述卧式压力室主体的顶部；所述前挡板的顶部还开设有通气孔，且所述通气孔与所述卧式压力室主体内导通。
7.根据权利要求1-6任一所述的卧式三轴压力室，其特征在于， 所述前挡板上还开设有前排气孔，所述前排气孔经管道与所述土体试样的一端导通； 所述后挡板上还开设有后排气孔，所述后排气孔经管道与所述土体试样的另一端导通。
8.根据权利要求1-6任一所述的卧式三轴压力室，其特征在于，所述前活塞杆的两端分别设有螺扣，所述前活塞杆穿过所述前挡板的一端通过螺扣与所述前土体试样帽连接。
9.根据权利要求1-6任一所述的卧式三轴压力室，其特征在于，所述后活塞杆的两端分别设有螺扣，所述后活塞杆穿过所述后挡板的一端通过螺扣与所述后土体试样帽连接，且所述后活塞杆露出所述卧式三轴压力室的一端通过螺扣与所述固定挡板连接。
10.根据权利要求1-6任一所述的卧式三轴压力室，其特征在于，所述后挡板与所述卧式压力室主体可拆卸式连接。
专利摘要本实用新型公开了一种卧式三轴压力室，包括卧式压力室主体，卧式压力室主体的前后两侧分别设置有前挡板和后挡板，后挡板上开设有分别与卧式压力室主体内导通的进水孔和排水孔，进水孔位于排水孔的上方；土体试样，水平放置于卧式压力室主体内；前活塞杆，一端水平穿过前挡板并与土体试样的一端连接，另一端露在卧式压力室主体外；后活塞杆，一端水平穿过所述后挡板并与所述土体试样的另一端连接，另一端露在所述卧式压力室主体外；前活塞杆和后活塞杆水平中心对齐且可带动土体试样水平移动。本实用新型减少土体试样自重对土体应力变形特性试验结果的负面影响，提高试验结果的准确性。
文档编号G01N3/02GK202502010SQ20122010423
公开日2012年10月24日 申请日期2012年3月19日 优先权日2012年3月19日
发明者孙逊, 张琰 申请人:中国电力科学研究院