r>[0061]本发明装置的数据采集原理是:如图1、图2所示，通过相应的传感器与对应的显示仪表实现的，具体的过程包括:通过扭矩电动机11的转动，带动扭矩输出轴14与扭矩传动轴15转动，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，上传动轴20的转动同时带动上端与之连接的扭矩传感器11和下端与之连接的上连接座23，通过可升降套筒17固定扭矩传感器11上端头，使之不能转动，这样施加在试样上的扭矩能够通过扭矩传感器11测得，并通过与之连接的扭矩显示仪9读取并保存，与此同时，套装在上传动轴11上的绝对式角位移传感器21能够测量扭转角，并通过与之连接的角位移显示仪13显示并记录，土体试样围压值能够由围压测量仪50测量与记录。
[0062]综上所述，本发明装置能够适用于原状土样和重塑土样，将先进的三维成像应用到本发明中，能够同时研宄土体宏观力学特性与在整个加载过程中土体的细微观结构变形、裂缝发展和破坏机制，得到新的体变测量方法；改进试样的夹持方法并配套相应的夹持装置，以保护试样不受扰动；同时，本发明装置采用电动控制加载，实现了数据自动采集使得操作规范、数据采集方便且可靠；本发明造价低廉、操作简单，对试验人员无更高的技术、经验要求，而且保证了试验的成功率。
[0063]以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
【主权项】
1.一种土体圆柱试样的扭剪强度与形变观测试验装置，其特征在于:包括底座(I)和安装在底座(I)上的箱体(2)，所述箱体(2)上表面为工作平台(3)，所述工作平台(3)上表面边缘安装有中部支撑立柱(5)，工作平台(3)上表面中间固定有底座升降调节器(29)，贯穿箱体(2)上端工作平台(3)和底座升降调节器(29)设置有下传动轴(4)，所述下传动轴(4)上端连接围压室底座(53)，所述围压室底座(53)上通过围压室固定螺栓(52)固定有围压罩(47)，围压罩(47)上端设置围压室盖(46)，该围压室底座(53)、围压罩(47)和围压室盖(46)构成围压室，所述围压室底座(53)上部轴心位置安装有试样底座(27)，所述试样底座(27)通过埋头螺栓二(36)固定连接下连接座(26)，所述下连接座(26)上放置试样(24)，所述试样(24)上端安装上连接座(23)，试样(24)与上连接座(23)、下连接座(26)之间通过有机玻璃对开膜(30)及对开固定夹环(25)、固定螺栓二(40)固定为一个整体，所述围压室底座(53)内设有围压测量通道(49)和围压气体给排通道(51)，该围压测量通道(49)和围压气体给排通道(51)的一端与围压室相连通，所述中部支撑立柱(5)下部固定安装有围压测量仪(50)和围压加载控制仪(56)，围压测量通道(49)和围压气体给排通道(51)另一端分别与围压测量仪(50)和围压加载控制仪(56)对应连接，所述中部支撑立柱(5)上安装有三维成像扫描仪(6)，三维成像扫描仪(6)安装高度与试样(24)高度一致，所述围压室盖(46)上端轴心位置固定安装有轴心开孔的定位夹持器(41)，贯穿定位夹持器(41)和围压室盖(46)设置有连接轴(48)，所述连接轴(48)下端与上连接座(23)连接，连接轴(48)上端通过固定螺栓三(45)连接上传动轴(20)，所述围压室盖(46)上端面上设有排气螺栓(44); 所述中部支撑立柱(5)顶端固定安装有中部平台(8)，所述中部平台(8)上表面边缘设置有上部支撑立柱(7)，中部平台(8)中部安装有轴承(22)，所述上传动轴(20)穿过中部平台(8)，上传动轴(20)下端套装有绝对式角位移传感器(21)，上传动轴(20)中部安装传动链条(16)，上传动轴(20)顶端焊接有扭矩传感器底座(43)，所述扭矩传感器底座(43)上端面通过固定螺栓一(34)固定连接扭矩传感器(19)，所述扭矩传感器(19)上部端头通过插销(18)固定连接可升降套筒(17)，所述上部支撑立柱(7)上固定安装有扭矩显示仪(9)和角位移显示仪(13)，所述扭矩传感器(19)信号输出端与扭矩显示仪(9)连接，所述绝对式角位移传感器(21)信号输出端与角位移显示仪(13)连接，所述上部支撑立柱(7)顶端固定安装有上部平台(10)，所述可升降套筒(17)上端通过埋头螺栓一(33)固定在上部平台(10)的下端面，所述上部平台(10)上端面一侧通过角钢(38)固定安装有扭矩电动机(11)，上部平台(10)上端面另一侧安装有扭矩电动机控制器(37)，所述扭矩电动机(11)与扭矩电动机控制器(37)电连接，所述扭矩电动机(11)的扭矩输出轴(14)穿过上部平台(10)同轴连接扭矩传动轴(15)，所述扭矩传动轴(15)通过传动链条(16)与上传动轴(20)连接。
2.如权利要求1所述的土体圆柱试样的扭剪强度与形变观测试验装置，其特征在于:所述底座(I)下安装有多个滚轮(31)。
3.如权利要求1所述的土体圆柱试样的扭剪强度与形变观测试验装置，其特征在于:所述围压室盖(46)和连接轴(48)之间设置有密封橡胶圈一(54)，围压室底座(53)与下传动轴(4)之间设置有密封橡胶圈二(55)。
4.如权利要求1所述的土体圆柱试样的扭剪强度与形变观测试验装置，其特征在于:所述定位夹持器(41)侧壁上设置有螺杆(42)。
5.如权利要求1所述的土体圆柱试样的扭剪强度与形变观测试验装置，其特征在于:所述扭矩电动机(11)侧壁上设置有手轮一(12)。
6.如权利要求1所述的土体圆柱试样的扭剪强度与形变观测试验装置，其特征在于:所述底座升降调节器(29)侧壁设置有手轮二(28)。
7.如权利要求1所述的土体圆柱试样的扭剪强度与形变观测试验装置，其特征在于:所述可升降套筒(17)的支架上安装有调节螺栓(39)。
8.如权利要求1所述的土体圆柱试样的扭剪强度与形变观测试验装置，其特征在于: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。
9.如权利要求1所述的土体圆柱试样的扭剪强度与形变观测试验装置，其特征在于:所述上部平台(10)的下表面固定有润滑机构(32)，该润滑机构(32)位于扭矩输出轴(14)的一侧且与扭矩电动机(11)相连通。
【专利摘要】本发明具体提供了一种土体圆柱试样的扭剪强度与形变观测试验装置，整体结构包括主体部分、三维成像扫描机构、围压加载及测量机构、扭矩加载与测量机构、扭矩传感器上端头固定机构、试样固定安装机构、润滑机构。三维成像扫描仪能够记录并采集试验过程中试样的三维图像；气压传递压力的围压施加方法和新的体变测量方法简化了试验步骤和在土体试样体变测量方面有了显著的改变；依靠连接扭矩输出轴与上传动轴的传动链条传递扭矩，并在上传动轴上同时采用了扭矩传感器、扭矩显示仪和绝对式角位移传感器、角位移显示仪；配套的试样固定夹持结构，在试样的固定安装方面有了显著的改变。本发明结构简单、造价低廉、操作方便，准确率和成功率较高。
【IPC分类】G01N3-24, G01N3-22, G01N3-06, G01N3-12
【公开号】CN104713791
【申请号】CN201510154188
【发明人】王治军, 骆建文, 李荣建, 杜志伟, 刘军定, 刘斌, 潘俊义, 周鹏, 苏健, 杨鹏
【申请人】西安长庆科技工程有限责任公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年4月2日