传力杆，所述的上 传力杆的下端与所述的活塞杆上端之间放置有试样，所述的底盘的底部设置有加载架承 台，所述的压力室上盖的正上方设置有加载架横梁，所述的加载架承台与所述的加载架横 梁通过若干个加载架支杆一体连接，各个所述的加载架支杆对称设置在所述的压力室筒体 的外周，所述的上传力杆穿过所述的压力室上盖与所述的加载架横梁的下表面抵接，所述 的压力室上盖上连接有提升装置，所述的活塞杆依次穿过所述的底盘和所述的加载架承台 且其底部连接有轴向激振器，所述的加载架支杆上连接有侧向激振器，所述的轴向激振器 和所述的侧向激振器分别连接液压油源，所述的上传力杆的上端与所述的加载架横梁的下 表面之间设置有压力传感器，所述的轴向激振器上设置有轴向位移传感器和变形传感器， 所述的底盘上设置有围压传感器，所述的侧向激振器上设置有侧向位移传感器，所述的试 样的上端面上设置有上排水管，所述的试样的下端面上设置有下排水管，所述的下排水管 上设置有孔压传感器； 所述的温度控制装置包括温度传感器、温度控制器和对称包覆在所述的压力室筒体外 壁的弧形板式加热器，所述的温度传感器一端穿过所述的压力室上盖进入所述的压力室筒 体内且其另一端通过导线与所述的温度控制器连接，所述的弧形板式加热器通过导线与所 述的温度控制器连接。
2. 根据权利要求1所述的一种岩土体温控动力特性试验系统，其特征在于：所述的上 传力杆的下端面与所述的试样的上端面之间以及所述的试样的下端面与所述的活塞杆的 上端面之间分别设置有试样帽，所述的试样帽与所述的试样之间设置有透水石，压力室上 盖上设置有排水孔，所述的底盘上设置有压力室进水管、压力室出水管和用于控制所述的 活塞杆和提升装置上下运动的手动控制阀。
3. 根据权利要求1所述的一种岩土体温控动力特性试验系统，其特征在于：两片所述 的弧形板式加热器通过四个扣件扣紧连接，所述的弧形板式加热器由内到外依次设置有加 热板、隔热石棉和不锈钢围板，所述的加热板紧贴在所述的压力室筒体的外壁且所述的加 热板通过导线与所述的温度控制器连接。
4. 根据权利要求1所述的一种岩土体温控动力特性试验系统，其特征在于：所述的压 力室上盖的上表面以及所述的上传力杆位于所述的压力室筒体外部的外壁上包覆有橡胶 材料。
5. 根据权利要求1所述的一种岩土体温控动力特性试验系统，其特征在于：所述的提 升装置包括提升框、气缸、气泵连接线和气泵，所述的提升框的下端与所述的压力室上盖固 定连接且其上端穿过所述的加载架横梁，所述的气缸设置在所述的加载架横梁的上表面， 所述的气缸通过所述的气泵连接线与所述的气泵连接。
6. 根据权利要求1-5中任一项所述的一种岩土体温控动力特性试验系统，其特征在 于：所述的试样的外周套设有乳胶膜，所述的压力室上盖、所述的压力室筒体、所述的底盘、 所述的活塞杆、所述的上传力杆和所述的试样帽均为钢质材料。
7. -种根据权利要求6所述的岩土体温控动力特性试验系统的试验方法，其特征在于 包括以下步骤： (1) 试样安装 将土体试样进行水头饱和、真空抽气饱和或反压饱和后，将试样侧面贴上6-7条滤纸 条，两端面依次贴上滤纸片和透水石，整个试样外套乳胶膜，再将试样安放在压力室筒体内 的活塞杆上，通过计算机软件控制活塞杆缓慢上升至试样上端与上传力杆下端的试样帽接 触时停止，用橡皮圈将乳胶膜分别扎紧在试样两端的试样帽上；将压力室上盖密封连接到 压力室筒体上，用手动控制阀控制提升框使压力室上盖和压力室筒体缓缓下降直至压力室 筒体与底盘完全接触后停止，拧紧压力室筒体与底盘螺丝，即完成试样安装； (2) 温度控制装置安装 将两半弧形板式加热器安装到压力室筒体外壁，扣紧扣件，将弧形板式加热器通过导 线连接到温度控制器上；将温度传感器固定在压力室上盖上并伸入压力室筒体内，再将温 度传感器通过导线连接到温度控制器上，然后在压力室上盖和上传力杆表面覆盖橡胶材 料，完成温度控制装置安装；当温度控制器上显示的由温度传感器测定的压力室筒体的室 内液体温度与压力室筒体的外壁温度相等时，弧形板式加热器维持恒定温度工作； (3) 温控动三轴试验 将孔压传感器设置于压力室筒体内试样的下排水管上，压力传感器设置于上传力杆 上端，轴向位移传感器和变形传感器设置于轴向激振器上，围压传感器设置于底盘上，侧向 位移传感器设置于侧向激振器上，将试样排水固结，待固结度和目标温度均达到要求后，在 软件上选择动力试验，根据具体要求设定波形、频率、动力幅值的参数进行振动；在计算机 软件上可获得待测试样在不同温度、动应力、频率、振动波形和振动次数下的孔压、温度、压 力、轴向位移、变形、围压及侧向位移7项参数，并对它们自动进行存档，再对所得到的数据 进行一定的力学换算，即可获得试样的动阻尼比、动弹性模量、累积塑性应变和动孔压的动 力参数。
8. 根据权利要求7所述的一种岩土体温控动力特性试验方法，其特征在于：所述的波 形为正弦波、方波、锯齿波或随机波，所述的频率为O-lOHz、所述的动力幅值为0-3MPa。
9. 根据权利要求7所述的一种岩土体温控动力特性试验方法，其特征在于：所述的上 传力杆的下端面与所述的试样的上端面之间以及所述的试样的下端面与所述的活塞杆的 上端面之间分别设置有试样帽，所述的试样帽与所述的试样之间设置有透水石，压力室上 盖上设置有排水孔，所述的底盘上设置有压力室进水管和压力室出水管，所述的压力室上 盖的上表面以及所述的上传力杆位于所述的压力室筒体外部的外壁上包覆有橡胶材料，所 述的试样的外周套设有乳胶膜，所述的压力室上盖、所述的压力室筒体、所述的底盘、所述 的活塞杆、所述的上传力杆和所述的试样帽均为钢质材料。
10. 根据权利要求7所述的一种岩土体温控动力特性试验方法，其特征在于：两片所述 的弧形板式加热器通过四个扣件扣紧连接，所述的弧形板式加热器由内到外依次设置有加 热板、隔热石棉和不锈钢围板，所述的加热板紧贴在所述的压力室筒体的外壁且所述的加 热板通过导线与所述的温度控制器连接。
【专利摘要】本发明公开了一种岩土体温控动力特性试验系统和方法，特点是包括动三轴压力室和温度控制装置，动三轴压力室包括压力室筒体、活塞杆和上传力杆，上传力杆的下端与活塞杆上端之间放置有试样，还包括压力传感器，轴向位移传感器，变形传感器，围压传感器，侧向位移传感器，孔压传感器，温度控制装置包括温度传感器、温度控制器和对称包覆在压力室筒体外壁的弧形板式加热器，温控动力特性试验方法主要包括：试样安装，温度控制装置设置，试样排水固结，施加动/静应力，完成温控动/静三轴试验，以测定不同温度下岩土体的塑性累积应变、动阻尼比、动弹性模量等指标，优点是试样加热温度均匀、加热时间短且费用低，能够对压力室内的温度进行精确控制。
【IPC分类】G01N3-10, G01N3-02
【公开号】CN104596852
【申请号】CN201410685121
【发明人】刘干斌, 范思婷, 范高飞, 郭桢, 尹铁锋
【申请人】宁波大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年11月25日