[0043]所述的主体部分主要包括底座1、中部支撑立柱5、上部支撑立柱7、工作平台3、中部平台8、上部平台10等固定装置，为其它部件提供支撑。
[0044]所述的三维成像扫描机构主要包括三维成像扫描仪6，通过安装在中部支撑立柱5上的多个三维成像扫描仪6，全方位的记录试样在试验过程中的变化与变形，并通过与之相连的电脑存储。
[0045]所述的围压加载与测量机构主要包括围压气体给排通道51、围压测量通道49、围压加载控制仪56、围压测量仪50和围压室。通过围压气体给排通道51给围压室的内部充入围压气体的方式给试样24施加围压，由围压加载控制仪56控制和围压测量仪50调节施加在包裹薄膜的试样24上的围压。当不加入围压气体时，能够测试土体试样处于无围压条件下的纯扭剪应力路径下的强度特性。
[0046]所述的扭矩加载与测量机构主要包括扭矩电动机控制器37、扭矩电动机11、传动链条16、扭矩输出轴14、扭矩传动轴15、上传动轴20、绝对式角位移传感器21、角位移显示仪13、扭矩传感器底座43、扭矩传感器19、扭矩显示仪9。在扭矩电动机控制器37的控制下，扭矩电动机11能够提供适当大小的扭矩，通过传动链条16传动，驱动上传动轴20，上传动轴20带动连接轴48，从而给试样24施加一定的扭矩，固定在上传动轴20下端的绝对式角位移传感器21能够直接测量转角，并通过与之相连的角位移显示仪13读取转角并自动存储，固定在扭矩传感器底座43上的扭矩传感器19能够直接测量施加给试样24的扭矩，并通过与之相连的角位移显示仪13读取转角并自动存储。
[0047]所述的试样固定安装机构主要包括上连接座23、下连接座26、有机玻璃对开膜30、对开固定夹环25。先通过上连接座23、下连接座26、有机玻璃对开膜30夹持试样24的上下两端，有机玻璃对开膜30置于试样24与上连接座23、下连接座26之间，然后通过对开固定夹环25夹紧、固定螺栓二 40固定试样24和上连接座23、下连接座26，使上连接座23、下连接座26、有机玻璃对开膜30和试样24固定成整体。
[0048]所述的扭矩传感器上端头固定机构主要包括可升降套筒17、插销18、调节螺栓39。将可升降套筒17套进扭矩传感器19上端头，并通过插销18使它们成为一个整体，通过调节调节螺栓39，调整可升降套筒17的支架高度，使之与上部平10下端面接触，并通过埋头螺栓一 33固定在上部平台10下端面。
[0049]当试样24与上连接座23、下连接座26固定为整体后，通过埋头螺栓二 36把下连接座26固定在试样底座，通过调节底座升降调节器29来调整试样底座27的高度，使上连接座23刚好与连接轴48下端面接触；轴承22将中部平台分割成三部分，使中间部分只能转动，不能轴向移动，上传动轴20穿过被轴承22分割的中间部分，并与之成为一体，保证了在传递扭矩的同时解决了上部机械部件的自重对试样上端施加压力的问题，避免了试验开始前对试样的扰动。
[0050]实施例2:
在实施例1的基础上，所述底座I下安装有多个滚轮31，该滚轮31带有自锁防滑功能，做试验时把试验装置推到方便试验人员操作的地方，不做实验时把试验装置推到适合的地方放置，这样可以合理利用实验室空间并避免对试验装置造成损坏。
[0051]为了使围压室的密封性更好，测量精度高，所述围压室盖46和连接轴48之间设置有密封橡胶圈一 54，所述围压室底座53与下传动轴4之间设置有密封橡胶圈二 55。
[0052]所述定位夹持器41侧壁上设置有螺杆42，拧紧螺杆42可以锁定连接轴48，松开螺杆42可以使得连接轴48自由运动。
[0053]为了方便工作人员操作，所述扭矩电动机11侧壁上设置有手轮一 12，所述底座升降调节器29侧壁设置有手轮二 28。
[0054]所述可升降套筒17的支架上安装有调节螺栓39，调节螺栓39便于可升降套筒17的安装固定。
[0055]所述连接轴48下端设有磁性柱形凸起35，上连接座23上表面设置有与磁性柱形凸起35相咬合的柱形凹槽，连接轴48下端磁性柱形凸起35嵌入试样上连接座23的柱形凹槽中，工作时能更好的带动连接轴48转动。
[0056]另外，所述上部平台10的下表面固定安装有润滑机构32，润滑机构32位于扭矩输出轴14的一侧且与扭矩电动机11相连通，润滑机构32内部有一个油泵，当扭矩电动机11开机运转时，润滑机构32通过油泵将润滑油运转到扭矩电动机11内部，以确保有效地减小仪器设备构件之间的机械摩阻力，对于试验的精度有显著的提高，试验结束后，关闭电机，润滑油因重力作用自动回流到润滑机构32中，可将剩余的润滑剂自动收集存储。
[0057]本发明装置中的试样的安装方法是:
如图1、图7、图8、图9所示，先将上连接座23、下连接座26、包裹薄膜的试样24固定成为一个整体，将下连接座26放置在实验室工作台上，再将一对有机玻璃对开膜30紧贴下连接座26内壁，将用彩色记号笔沿垂直方向所画的六条等分标记线的薄膜贴在表面均匀涂抹凡士林或真空脂的试样24上，薄膜面积比试样侧面面积稍大，然后将包裹薄膜的试样24置于放置好的有机玻璃对开膜30上，放置好试样24后将另一对有机玻璃对开膜30在试样24上端组合好，然后将上连接座23放置在有机玻璃对开膜30上，最后将两个对开固定夹环25分别安装在上连接座23和下连接座26，调节对开固定夹环25上的固定螺栓二 40使上连接座23、下连接座26恰好夹持住包裹薄膜的试样24，当包裹薄膜的试样24与上接连座23、下连接座26固定为整体后，通过埋头螺栓二 36把下连接座26固定在试样底座27上，用围压室固定螺栓52将围压罩47与围压室盖46固定安装在围压室底座53上，通过调节底座升降调节器29侧面的手轮二 28来调整围压室底座53的高度，使连接轴48下端面中心位置的磁性柱形凸起35嵌入试样上连接座26柱形凹槽中，并使上连接座26刚好与连接轴48的下端面接触，在包裹薄膜的试样24安装过程中，拧紧定位夹持器41侧面的螺杆42锁定上传动轴20，以便保护包裹薄膜的试样24不受影响，安装好包裹薄膜的试样24后对仪器进行调整，即可进入试验阶段。
[0058]本发明装置用于围压施加实验的方法是:
如图1、图2所示，围压的施加主要依靠围压气体给排通道51、围压测量通道49、围压测量通仪50、围压加载控制仪56实施。本发明采用的是气压传递压力模式，通过围压气体给排通道51给围压室的内部充入围压气体的方式给包裹薄膜的试样24施加围压，由围压加载控制仪56和围压测量仪50控制与调节施加在包裹薄膜的试样24上的围压；当不施加围压时，能够测试土体试样处于无围压条件下的纯扭剪应力路径下的强度特性。
[0059]本发明装置用于扭矩施加实验的方法是:
如图1、图2所示，扭矩的施加是通过扭矩电动机11与传动链条16施加的。通过扭矩电动机控制器37控制扭矩电动机11的转动速率，扭矩输出轴14与扭矩传动轴15同轴连接，依靠连接扭矩传动轴15与上传动轴20的传动链条16，使上传动轴20转动，带动中部平台8被轴承22分割的中间部分，连接轴48也会随着转动，从而给试样的顶端施加扭矩。
[0060]本发明装置的土体试样体变测量原理，如图1所示，土体试样体变测量主要依靠三维成像扫描仪6。本发明采用更为先进且精确的测量方法取代了传统的体变测量方法，通过三维成像扫描仪6记录从试验开始到结束的所有图像，用相应的采集软件采集并存储，通过包裹试样薄膜上不同颜色的标记线可以分辨出不同扫描装置不同时刻扫描的图像，亦可从某一时刻扫描的图像中分析试样扭转的角度，并由相关计算得到试验过程中试样的体积变形。