一种土石材料应力渗流耦合试验压力室的制作方法

1.本实用新型属于土木实验设备技术领域，具体涉及一种土石材料应力渗流耦合试验压力室。


背景技术：

2.土石材料是土木工程中常见的材料，应用在不同的工程实施地。在施工加工之前对既定的土石材料进行相应的水文和其他基础性能测试，是施工加工之前的重要工序，当然，在一些试样检测机构中，也需要对土石材料的性能检测。
3.现有的检测设备大多是按照单向静载实验的，即待测工件一次检测时只能受到单个方向上设定的载荷，这严重限制了检测的局限性。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种土石材料应力渗流耦合试验压力室，用以解决现有技术中对土石材料性能检测时检测设备检测的局限性的问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型实施例所公开的一种土石材料应力渗流耦合试验压力室，提供了三向加载应力测试，同时兼具土石材料的渗水性能和变形量的测试，是如下实现的：
6.一种土石材料应力渗流耦合试验压力室，所述压力室包括：上盖、底板、侧壁、压板以及加载杆；所述上盖与侧壁的上端连接，所述底板与所述侧壁的下端连接，所述压板的第一面与待测土石材料贴合，所述压板的第二面与所述加载杆连接，所述加载杆用于向所述待测土石材料施加测试载荷；
7.所述加载杆包括第一方向加载杆、第二方向加载杆以及第三方向加载杆，所述第一方向加载杆、所述第二方向加载杆以及所述第三方向加载杆的加载方向相互垂直；所述压板包括第一方向压板、第二方向压板以及第三方向压板，所述第一方向压板、所述第二方向压板以及所述第三方向压板成对设置；
8.所述加载杆对所述待测土石材料施加载荷的受力面可调。
9.可选的，所述加载杆与所述压板之间还包括压头，所述压头的一面与所述加载杆连接，所述压头的第二面与所述压板滚动接触，所述压头用于调节所述加载杆对所述待测土石材料施加载荷的受力面。
10.可选的，所述压头包括副板和滚柱，所述滚珠在所述副板围成的腔内滚动。
11.可选的，所述滚柱的数量至少为两个。
12.可选的，所述加载杆包括加载刻线，所述加载刻线设置在所述加载杆的外壁，所述加载刻线包括距离刻线和角度刻线。
13.可选的，所述压力室还包括渗水组件、疏水组件和透气组件，所述渗水组件与所述待测土石材料上部的所述压板连接，所述疏水组件与待测土石材料下部的所述压板连接，所述透气组件穿过所述上盖与所述压力室外部空气接通；
14.所述渗水组件用于向所述待测土石材料渗入测试水，所述疏水组件用于输出所述待测土石材料内部的水分，所述透气组件用于输出所述压力室内部的气体。
15.可选的，所述压力室还包括控制器，所述控制器与所述加载杆连接，所述控制器用于控制所述加载杆自动对所述待测土石材料加载。
16.本实用新型公开的一种土石材料应力渗流耦合试验压力室主要由：上盖、底板、侧壁、压板以及加载杆组成；侧壁的上端与上盖连接，侧壁的下端与底板连接，压板的与加载杆连接，通过加载杆向压板施加载荷，使得压板挤压待测土石材料。其中，加载杆包括三个互相垂直方向，即第一方向加载杆、第二方向加载杆以及第三方向加载杆，对应的，压板包括第一方向压板、第二方向压板以及第三方向压板，且每个方向的压板都是成对设置的，使得待测土石材料可以同时承受三个方向，或者单个方向上的载荷，提升了检测设备的适用范围和实用性。另外，可以通过调节加载杆对待测土石材料施加载荷的受力面，从而进一步增大了测试设备的测量范围，突破了现有技术中对土石材料性能检测时检测设备检测的局限性。
17.另外，本实用新型能够进行多方向应力条件下土石材料的强度、土石材料的变形量以及渗流特性试验，同时可以通过控制器来自定义应力应变加载测试。该控制器可以采用电液伺服阀闭环控制系统，能独立控制三个方向主应力大小以及受力方向，也能对三向应力进行协调加卸载控制，满足特殊应力路径加载研究的需要。
附图说明
18.图1是本实施例提供的一种土石材料应力渗流耦合试验压力室的结构示意图；
19.图2是本实施例提供的一种土石材料应力渗流耦合试验压力室的具体结构示意图；
20.图3是本实施例提供的一种土石材料应力渗流耦合试验压力室中压头的结构示意图。
21.图中，1：上盖；2：底板；3：侧壁；4：压板；41：第一方向压板；42：第二方向压板；43：第三方向压板；5：加载杆；51：第一方向加载杆；52：第二方向加载杆；53：第三方向加载杆；6：压头。
具体实施方式
22.下面将结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步详细的说明。
23.参照图1，示出了本实施例提供的一种土石材料应力渗流耦合试验压力室的结构示意图；参照图2，示出了本实施例提供的一种土石材料应力渗流耦合试验压力室的具体结构示意图；参照图3，示出了本实施例提供的一种土石材料应力渗流耦合试验压力室中压头的结构示意图。
24.如图1至图3所示，本实用新型实施例提供的一种土石材料应力渗流耦合试验压力室。
25.一种土石材料应力渗流耦合试验压力室，该压力室包括：上盖1、底板2、侧壁3、压板4以及加载杆5；上盖1与侧壁3的上端连接，底板2与侧壁3的下端连接，压板4的第一面与待测土石材料贴合，压板4的第二面与加载杆5连接，加载杆5用于向待测土石材料施加测试
载荷；
26.加载杆5包括第一方向加载杆51、第二方向加载杆52以及第三方向加载杆53，第一方向加载杆51、第二方向加载杆52以及第三方向加载杆53的加载方向相互垂直；压板4包括第一方向压板41、第二方向压板42以及第三方向压板43，第一方向压板41、第二方向压板42以及第三方向压板43成对设置；加载杆5对待测土石材料施加载荷的受力面可调。
27.本实用新型公开的一种土石材料应力渗流耦合试验压力室主要由：上盖1、底板2、侧壁3、压板4以及加载杆5组成；侧壁3的上端与上盖1连接，侧壁3的下端与底板2连接，压板4的与加载杆5连接，通过加载杆5向压板4施加载荷，使得压板4挤压待测土石材料。其中，加载杆5包括三个互相垂直方向，即第一方向加载杆51、第二方向加载杆52以及第三方向加载杆53，对应的，压板4包括第一方向压板41、第二方向压板42以及第三方向压板43，且每个方向的压板4都是成对设置的，使得待测土石材料可以同时承受三个方向，或者单个方向上的载荷，提升了检测设备的适用范围和实用性。另外，可以通过调节加载杆5对待测土石材料施加载荷的受力面，从而进一步增大了测试设备的测量范围，突破了现有技术中对土石材料性能检测时检测设备检测的局限性。
28.另外，本实用新型能够进行多方向应力条件下土石材料的强度、土石材料的变形量以及渗流特性试验，同时可以通过控制器来自定义应力应变加载测试。该控制器可以采用电液伺服阀闭环控制系统，能独立控制三个方向主应力大小以及受力方向，也能对三向应力进行协调加卸载控制，满足特殊应力路径加载研究的需要。
29.需要说明的是，加载杆5与压板4之间还包括压头6，压头6的一面与加载杆5连接，压头6的第二面与压板4滚动接触，压头6用于调节加载杆5对待测土石材料施加载荷的受力面。压头6包括副板和滚柱，滚珠在副板围成的腔内滚动。滚柱的数量至少为两个。
30.另外需要说明的是，本实用新型实施例中的侧壁3可以是平面的侧壁，也可以是曲面的侧壁，使用者可以根据实际情况选择，本实用新型实施例中对侧壁3的区直不做具体的限定。
31.如图2和图3所示，在压板4与加载杆5之间设置压头6，其中压头6的副板内半包裹这滚柱，当需要调节加载杆5对待测土石材料施加载荷的受力面时，推动压头6，使得压头6内的滚柱滚动，从而改变了加载杆5的施力位置。其中，滚柱的直径和数量需要根据测试设备的规格来具体调整，在保证滚柱不会被加载杆5压变形的前提下选择合适尺寸的滚柱和合适数量的滚柱均可，因此，本实用新型实施例中对此不作具体的限定。
32.需要说明的是，图2中只显示了第一方向加载杆51、第二方向加载杆52以及第一方向压板41、第二方向压板42，因为，第一方向、第二方向以及第三方向互相垂直，在图示中，第一方向加载杆51在水平方向，第二方向加载杆52在竖直方向，在前后方向上的第三方向加载杆53以及第三方向压板43没有示意出来。用户在操作时，可以同时在三个方向上对待测土石材料进行加载，也可任一选择其中的两个方向，或者其中之一个方向对待测土石材料进行加载，本实用新型实施例中对此不做具体的限定。
33.另外，加载杆5包括加载刻线，加载刻线设置在加载杆5的外壁，加载刻线包括距离刻线和角度刻线。通过加载杆5外壁桑的距离刻线可以判断待测土石材料被施加载荷后的变形量，通角度刻线可以显示加载杆5对待测土石材料施加的载荷的受力方向，以方便测量之前调整测试设备的状态，另外方便后续侧记录测量数据。其中对于上述刻度线具体的精
度以及读数方式，需要根据实际使用环境具体调节，因此本实用新型对此不做具体的限定。
34.在一些实施例中，压力室还包括渗水组件、疏水组件和透气组件，渗水组件与待测土石材料上部的压板4连接，疏水组件与待测土石材料下部的压板4连接，透气组件穿过上盖1与压力室外部空气接通；渗水组件用于向待测土石材料渗入测试水，以进行一些需要在待测土石材料内增加水分以增加其自身的湿度。疏水组件用于输出待测土石材料内部的被挤压溢出的水分。透气组件用于输出压力室内部的气体，使压力室内外压力均衡。
35.另外，压力室还包括控制器，控制器与加载杆5连接，控制器用于控制加载杆5自动对待测土石材料加载。当向控制器内输入待测土石材料的测试参数时，控制器则按照该测试参数向待测土石材料施加设定的载荷、进行相关实验验证，解放了人力，同时也增大了检测设备的测量精度。
36.最后，本实用新型实施例公开了一种土石材料应力渗流耦合试验压力室，该压力室包括：上盖1、底板2、侧壁3、压板4以及加载杆5；上盖1与侧壁3的上端连接，底板2与侧壁3的下端连接，压板4的第一面与待测土石材料贴合，压板4的第二面与加载杆5连接，加载杆5用于向待测土石材料施加测试载荷；加载杆5包括第一方向加载杆51、第二方向加载杆52以及第三方向加载杆53，第一方向加载杆51、第二方向加载杆52以及第三方向加载杆53的加载方向相互垂直；压板4包括第一方向压板41、第二方向压板42以及第三方向压板43，第一方向压板41、第二方向压板42以及第三方向压板43成对设置；加载杆5对待测土石材料施加载荷的受力面可调。本实用新型如破了现有技术中对土石材料性能检测时检测设备检测的局限性。
37.需要说明的是，上述所描述的实施例是申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于申请保护的范围。本说明书中每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。