一种压力水-岩耦合作用下三轴试验试件固定装置

一种压力水
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岩耦合作用下三轴试验试件固定装置
技术领域
1.本实用新型涉及三轴压缩试验机技术领域，具体涉及一种压力水
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岩耦合作用下三轴试验试件固定装置。


背景技术：

2.岩石或混凝土等工程材料的力学与变形性质对于实际工程的稳定性分析起到了至关重要的作用，如何准确的确定其值，一直是国内外学者们研究的重点。原位测试方法能较准确的测量其力学与变形性质，但费用昂贵，操作困难。因此，现学者们主要通过室内试验对其进行研究。但是，在做室内试验时，试件中心与轴力杆轴线能否位于一条直线上，是保证室内试验测量结果准确性的前提，尤其在进行水压轴压耦合作用下的室内试验过程中。
3.在进行压力水
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岩耦合作用下的三轴压缩或蠕变试验时，凭经验将试验放于承压桶中，在水压与肉眼误差的影响下，试件中心与轴力杆轴线不在一条直线上，这会造成在试验的过程中产生偏心力，使三轴压缩或蠕变试验提前终止，不能准确的确定试件的力学及变形性质，更不能根据试件破坏机理和理论经验公式将其转换成工程材料的力学与变形特性来指导工程实践。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种压力水
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岩耦合作用下三轴试验试件固定装置，旨在解决上述技术问题。
5.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
6.一种压力水
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岩耦合作用下三轴试验试件固定装置，包括托盘、固定环和多组定位组件，所述固定环同轴的固定架设在所述托盘内；多组所述定位组件沿所述固定环的周向均匀间隔的安装在所述固定环上，且每组所述定位组件均可沿所述固定环的径向滑动并定位，用于固定位于所述固定环中心处的试件。
7.本实用新型的有益效果是：使用时，首先将试件置于固定环中心处，然后通过多组定位组件固定住试件，实现试件的精确定位，试件取放方便，且方便拍照。本实用新型结构简单，设计合理，能够更精确的使测试试件对中，提高室内试验测量试件参数的准确度。
8.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
9.进一步，每组所述定位组件均包括拉杆和夹板，所述拉杆沿所述固定环的径向可滑动的安装在所述固定环上并定位，其一端延伸至所述固定环内，另一端延伸至所述固定环外，所述夹板固定安装在所述拉杆的一端上。
10.采用上述进一步方案的有益效果是使用时，手动滑动拉杆并带动夹板夹住试件，实现试件的精确定位，操作简便。
11.进一步，所述拉杆位于所述固定环内部的位置上固定安装有限位板，所述拉杆位于所述固定环和所述限位板之间的位置滑动套设有弹簧一，所述弹簧一的两端分别与所述
固定环及所述限位板固定连接。
12.采用上述进一步方案的有益效果是使用时，首先滑动拉杆使得多个夹板相互远离，此时弹簧一处于压缩状态，然后将试件置于固定环的中心处，最后松开拉杆使得多个夹板相互靠近以夹紧试件，操作简便，省时省力。
13.进一步，所述固定环上沿其周向均匀间隔固定安装有多个分别与多组所述定位组件一一对应的套管，每个所述套管均沿所述固定环的径向延伸，且其一端延伸至所述固定环内；所述拉杆由同轴设置的粗杆和细杆拼接而成，所述粗杆的一端与所述夹板固定连接；所述细杆可滑动的安装在对应的所述套管内，其一端延伸至对应所述套管的一端外并与所述粗杆的另一端固定连接；所述细杆的一端滑动套设有弹簧二，所述弹簧二的两端分别与所述粗杆的另一端及对应所述套管的一端固定连接。
14.采用上述进一步方案的有益效果是使用时，首先滑动拉杆使得多个夹板相互远离，此时弹簧二处于压缩状态，然后将试件置于固定环的中心处，最后松开拉杆使得多个夹板相互靠近以夹紧试件，操作简便，省时省力。
15.进一步，所述细杆上沿其轴向设有刻度线。
16.采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，方便实验人员根据刻度调整多个拉杆至同一个位置，保证试件位于固定环的中心处。
17.进一步，每个所述拉杆的另一端均固定连接有控制杆。
18.采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，通过控制杆方便拉动拉杆，操作更为简便，省时省力。
19.进一步，所述夹板呈弧形结构。
20.采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，使得夹板更好的与试件贴合夹紧，增加试件固定的稳定性。
21.进一步，所述托盘上固定安装有至少两个把手，所述把手两两相对的固定安装在所述托盘的侧壁上。
22.采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，通过把手方便将整个固定装置放入承压桶或从承压桶内取出整个固定装置，拿取方便。
23.进一步，所述托盘的底部设有至少一个贯穿的泄水口。
24.采用上述进一步方案的有益效果是试验完成后，通过泄水口可排出托盘内部的水，避免水对测量试件破坏形态产生影响。
25.进一步，所述固定环通过多个连接杆固定架设在所述托盘内。
26.采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，方便安装固定环。
附图说明
27.图1为本实用新型中实施例一的结构示意图；
28.图2为本实用新型实施例一中定位组件的结构示意图；
29.图3为本实用新型中实施例一的结构示意图。
30.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
31.1、托盘；2、固定环；3、试件；4、拉杆；5、夹板；6、套管；7、弹簧二；8、刻度线；9、控制杆；10、把手；11、泄水口；12、连接杆；13、承压桶；14、弹簧一。
具体实施方式
32.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
33.如图1至图3所示，本实用新型提供一种压力水
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岩耦合作用下三轴试验试件固定装置，包括托盘1、固定环2和多组定位组件，固定环2水平同轴的固定架设在托盘1内；多组定位组件沿固定环2的周向均匀间隔的安装在固定环2上，且每组定位组件均可沿固定环2的径向滑动并定位，用于固定位于固定环2中心处的试件3。使用时，首先将试件3置于固定环2中心处，然后通过多组定位组件固定住试件3，实现试件3的精确定位，试件3取放方便，且方便拍照。本实用新型结构简单，设计合理，能够更精确的使测试试件3对中，提高室内试验测量试件3参数的准确度。
34.优选地，上述定位组件的数量优选为三组，三组定位组件均匀间隔分布在固定环2上。
35.实施例1
36.在上述结构的基础上，本实施例中，每组定位组件均包括拉杆4和夹板5，拉杆4沿固定环2的径向水平可滑动的安装在固定环2上并定位，其一端延伸至固定环2内，另一端延伸至固定环2外，夹板5固定安装在拉杆4的一端上，通常采用焊接的方式。使用时，手动滑动拉杆4并带动夹板5夹住试件3，实现试件3的精确定位，操作简便。
37.实施例2
38.如图3所示，在实施例一的基础上，本实施例中，拉杆4位于固定环2内部的位置上固定安装有限位板，限位板通常直接固定套设在拉杆4上；拉杆4位于固定环2和限位板之间的位置滑动套设有弹簧一14，弹簧一14的两端通过本领域技术人员所能想到的方式分别与固定环2及限位板固定连接。使用时，首先滑动拉杆4使得多个夹板5相互远离，此时弹簧一14处于压缩状态，然后将试件3置于固定环2的中心处，最后松开拉杆4使得多个夹板5相互靠近以夹紧试件3，操作简便，省时省力。
39.实施例3
40.如图1和图2所示，在实施例一的基础上，本实施例中，固定环2上沿其周向均匀间隔固定安装有多个分别与多组定位组件一一对应的套管6，多个套管6均与固定环2一体成型，结构简单；每个套管6均沿固定环2的径向延伸，且其一端延伸至固定环2内；拉杆4由同轴设置的粗杆和细杆拼接而成，二者一体成型，粗杆的一端与夹板5固定连接；细杆可滑动的安装在对应的套管6内，其一端延伸至对应套管6的一端外并与粗杆的另一端固定连接；细杆的一端滑动套设有弹簧二7，弹簧二7的两端通过本领域技术人员所能想到的方式分别与粗杆的另一端及对应套管6的一端固定连接。使用时，首先滑动拉杆4使得多个夹板5相互远离，此时弹簧二7处于压缩状态，然后将试件3置于固定环2的中心处，最后松开拉杆4使得多个夹板5相互靠近以夹紧试件3，操作简便，省时省力。
41.上述每个套管6的另一端可以直接与固定环2的内侧焊接在一起，也可以穿过固定环2延伸至固定环2；而且每个套管6的两端可以均敞口，也可以均封闭，此时套管6的两端分别设有供对应拉杆4穿过的通孔。
42.上述实施例二的方案和实施例三的方案为并列方案，二者均可以实现试件3的快速定位。
43.实施例4
44.在实施例三的基础上，本实施例中，细杆上沿其轴向设有刻度线8，结构简单，设计合理，方便实验人员根据刻度调整多个拉杆4至同一个位置，保证试件3位于固定环的中心处。
45.固定时，拉动多个拉杆4至同一刻度线处，然后将试件3置于固定环2内的中心处，松开拉杆4使得多个夹板5夹住试件3，此时多个细杆在对应弹簧弹力的作用下卡在同一刻度处，表明试件3刚好对中。
46.实施例5
47.在实施例二或实施例三的基础上，本实施例中，每个拉杆4的另一端均固定连接有控制杆9，每个控制杆9与对应的拉杆4一体成型，结构简单，设计合理，通过控制杆9方便拉动拉杆4，操作更为简便，省时省力。
48.实施例6
49.在实施例一的基础上，本实施例中，夹板5呈弧形结构，结构简单，设计合理，使得夹板5更好的与试件3贴合夹紧，增加试件3固定的稳定性。
50.上述试件3通常为球形试件，因此此时夹板5采用弧形结构能够增加试件3的稳定性。
51.实施例7
52.在上述结构的基础上，本实施例中，托盘1上固定安装有至少两个把手10，把手10两两相对的固定安装在托盘1的侧壁上。该方案结构简单，通过把手10方便将整个固定装置放入承压桶13或从承压桶13内取出整个固定装置，拿取方便。
53.试验时，上述托盘1放置在承压桶13内，其外壁与承压桶13的内壁贴合。
54.优选地，上述把手10的数量优选为两个，两个把手10相对设置在托盘1的内壁上，既可保证托盘1与承压桶13很好的贴合，保证承压桶13的稳定性，又方便拿取托盘1。
55.上述把手10也可以固定在托盘1的外壁上，此时需要通过本领域技术人员所能想到的方式将托盘1与承压桶13固定连接在一起，例如螺栓。
56.实施例8
57.在上述结构的基础上，本实施例中，托盘1的底部设有至少一个贯穿的泄水口11。试验时，承压桶13内注满水，且水淹没整个托盘1及试件3；试验完成后，通过泄水口11可排出托盘1内部的水，避免水对测量试件3破坏形态产生影响。
58.优选地，上述泄水口11的数量为多个，多个泄水口11均匀间隔分布在托盘1的底部，方便快速的将托盘1内的水排出，避免水影响试件3破坏的形态。
59.实施例9
60.在上述结构的基础上，本实施例中，固定环2通过多个连接杆12固定架设在托盘1内，每个连接杆12的两端分别与托盘1的内壁和固定环2的外壁焊接在一起，结构简单，方便安装固定环2。
61.本实用新型的工作原理如下：
62.使用时，首先滑动拉杆4使得多个夹板5相互远离，此时弹簧处于压缩状态，然后将试件3置于固定环2的中心处，最后松开拉杆4使得多个夹板5相互靠近以夹紧试件3；
63.试件3固定完成后，首先，手动通过把手10将整个托盘1置于承压桶13内，并封住承
压桶13的上端；然后，通过本领域技术人员所能想到的方式将承压桶13内部的压力调节至设定压力，最后通过本领域技术人员所能想到的方式从承压桶13的顶部注入压力使得试件3破碎；
64.试验完成后，取出托盘1，对破裂试件3(岩样)进行拍照、绘图、观察分析。
65.本实用新型设计了一种压力水
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岩耦合作用下三轴试验固定装置，用于固定水压下岩石与混凝土试件，能够实现试件3准确对中，在一定程度上提高了室内试验的准确性，具有很好的应用前景。
66.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。