粗粒土动静三轴仪的制作方法

本发明涉及粗粒土实验技术领域，具体是涉及粗粒土动静三轴仪。

背景技术：

粗颗粒土抗剪强度是研究粗粒土土壤性质的重要参数。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种粗粒土动静三轴仪，能够提供不同的周围压力，然后施加轴向压力进行剪切实验，进而求得抗剪强度参数。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：粗粒土动静三轴仪，包括有底座、压力室、用乳胶膜包裹的粗粒土试样，粗粒土试样置于压力室的容纳内腔中，还包括有固定在底座上的框架结构和伺服油缸，压力室设置于伺服油缸正上方；压力室的容纳内腔底端中部固定有底盘，底盘上固定有多孔板，粗粒土试样置于多孔板上，粗粒土试样的乳胶膜与压力室内侧壁之前形成了间隙空间，粗粒土试样顶端依次向上设置有多孔板、上压头、活塞加载杆，压力室顶部固定有一压座，压座及压力室顶部均开设有与活塞加载杆相对应的升降孔，活塞加载杆可竖向升降地置于升降孔内且底端配合放置在上压头上、顶端位于框架结构顶板的下方；

还包括有围压加载系统；两个多孔板上都均匀开设有若干与粗粒土试样相接触的透水孔，上压头和底盘上分别开设有与对应多孔板上的透水孔相连通的输水孔；所述围压加载系统包括有可调水压的水压控制柜、用于为上压头的两个输水孔供给高压水的上高压供水组件、用于为底盘的两个输水孔供给高压水的下高压供水组件、及用于为间隙空间供给高压水的侧高压供水软管，上高压供水组件、下高压供水组件和侧高压供水软管均连通于水压控制柜。

在上述技术方案基础上，所述上高压供水组件包括有两个上高压软管、一上供水管、一快插高压三通阀，上供水管的一端与两个上高压软管的一端通过快插高压三通阀连通，且两个上高压软管的另一端分别连通于上压头的两个输水孔内；压力室的底部开设有两个与间隙空间相连通的连通孔，侧高压供水软管的一端连通于压力室的一个连通孔内，上供水管的另一端密封地穿过压力室的另一连通孔后与侧高压供水软管的另一端通过一快插高压三通阀连通于一连接管；

所述下高压供水组件包括有两个下高压软管、一下供水管、一快插高压三通阀，下供水管的一端与两个下高压软管的一端通过快插高压三通阀连通，且两个下高压软管的另一端分别连通于底盘的两个输水孔内；下供水管的另一端和连接管均连通于水压控制柜。

在上述技术方案基础上，还包括有两个分布在伺服油缸两侧的导轨架，两个导轨架纵向的两端分别通过支撑柱固定连接于底座；压力室底面均匀固定有四个移动轮且压力室通过移动轮与两侧对应导轨架的配合实现可纵向移动地置于导轨架上。

在上述技术方案基础上，所述压力室包括有定位盘、及密封地固定在定位盘上的护筒，护筒与定位盘合围出压力室的容纳内腔。

在上述技术方案基础上，所述压力室底面中部固定着带有卡腔的卡座，所述伺服油缸的活塞伸缩端固定有与卡腔相对应的加载盘。

在上述技术方案基础上，所述框架结构包括有四个竖向固定在底座上的立柱、及水平固定在四个立柱顶端之间的顶板。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：本发明提供的粗粒土动静三轴仪，是测定粗颗粒土抗剪强度的实验仪器。它能够利用围压加载系统为粗粒土试样提供不同的周围压力，然后在某一恒定的周围压力下，利用伺服油缸与活塞加载杆配合施加轴向压力进行剪切实验，进而按摩尔—库仑强度理论求得抗剪强度参数。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图中标号为：1-底座；2-压力室，21-间隙空间，22-压座，23-升降孔，24-连通孔，25-移动轮，26-定位盘，27-护筒，28-卡座；3-粗粒土试样，31-乳胶膜，32-底盘，33-上压头，34-多孔板，35-活塞加载杆，36-输水孔；4-框架结构，41-立柱，42-顶板；5-伺服油缸，51-加载盘；6-水压控制柜，61-侧高压供水软管，62-快插高压三通阀，63-上高压软管，64-上供水管，65-连接管，66-下高压软管，67-下供水管；7-导轨架。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1可知，粗粒土动静三轴仪，包括有底座1、压力室2、用乳胶膜31包裹的粗粒土试样3、固定在底座1上的框架结构4和伺服油缸5、两个分布在伺服油缸5两侧的导轨架7、围压加载系统。

框架结构4包括有四个竖向固定在底座1上的立柱41、及水平固定在四个立柱41顶端之间的顶板42，伺服油缸5位于两侧立柱41之间。两个导轨架7纵向的两端分别通过支撑柱固定连接于底座1；压力室2底面均匀固定有四个移动轮25且压力室2通过移动轮25与两侧对应导轨架9的配合实现可纵向移动地置于导轨架9上。压力室2设置于伺服油缸5正上方，压力室2底面中部固定着带有卡腔的卡座28，所述伺服油缸5的活塞伸缩端固定有与卡腔相对应的加载盘51，伺服油缸5启动驱使加载盘51卡入卡座28内，然后驱动压力室2上移。

粗粒土试样3置于压力室2的容纳内腔中，所述压力室2包括有定位盘26、及密封地固定在定位盘26上的护筒27，护筒27与定位盘26合围出压力室2的容纳内腔。压力室2的容纳内腔底端中部固定有底盘32，底盘32上固定有多孔板34，粗粒土试样3置于多孔板34上，粗粒土试样3的乳胶膜31与压力室2内侧壁之前形成了间隙空间21，粗粒土试样3顶端依次向上设置有多孔板34、上压头33、活塞加载杆35，压力室2顶部固定有一压座22，压座22及压力室2顶部均开设有与活塞加载杆35相对应的升降孔23，活塞加载杆35可竖向升降地置于升降孔23内且底端配合放置在上压头33上、顶端位于框架结构4的顶板42的下方。伺服油缸5驱动压力室2上移，活塞加载杆35随着上移至活塞加载杆35顶端接触框架结构4的顶板42上，活塞加载杆35开始向下移动插入压力室2并下压上压头33，进而伺服油缸5和活塞加载杆35相互配合对粗粒土试样3施加轴向压力。

两个多孔板34上都均匀开设有若干与粗粒土试样相接触的透水孔，上压头33和底盘32上分别开设有与对应多孔板34上的透水孔相连通的输水孔36。

所述围压加载系统包括有可调水压的水压控制柜6、用于为上压头33的两个输水孔供给高压水的上高压供水组件、用于为底盘32的两个输水孔供给高压水的下高压供水组件、及用于为间隙空间21供给高压水的侧高压供水软管61，上高压供水组件、下高压供水组件和侧高压供水软管61均连通于水压控制柜6。

所述上高压供水组件包括有两个上高压软管63、一上供水管64、一快插高压三通阀62，上供水管64的一端与两个上高压软管63的一端通过快插高压三通阀62连通，且两个上高压软管63的另一端分别连通于上压头33的两个输水孔36内；压力室2的底部开设有两个与间隙空间21相连通的连通孔24，侧高压供水软管61的一端连通于压力室2的一个连通孔24内，上供水管64的另一端密封地穿过压力室2的另一连通孔后与侧高压供水软管61的另一端通过一快插高压三通阀62连通于一连接管65。

所述下高压供水组件包括有两个下高压软管66、一下供水管67、一快插高压三通阀62，下供水管67的一端与两个下高压软管66的一端通过快插高压三通阀62连通，且两个下高压软管66的另一端分别连通于底盘32的两个输水孔36内；下供水管67的另一端和连接管65均连通于水压控制柜61。该水压控制柜61为现有技术，水压控制柜内设有增压泵及控制系统，控制系统控制增压泵调节水压大小，以实现为上高压供水组件、下高压供水组件、侧高压供水软管提供不同压力大小的水压，其原理和具体结构不再赘述。

本发明提供的粗粒土实验仪器，能够利用围压加载系统为粗粒土试样提供不同的周围压力，然后在某一恒定的周围压力下，利用伺服油缸与活塞加载杆配合施加轴向压力进行剪切实验，进而按摩尔—库仑强度理论求得抗剪强度参数。