[实用新型]三轴软土流变试验机

说明书

技术领域

本实用新型属于隧道工程和岩土工程领域，具体为一种能够进行多种应力路径和动、静荷载条件下的三轴软土流变试验机。

背景技术

随着软土隧道、软土地下结构规模和范围的快速扩展，隧道和地下结构的长期性态成为影响其安全运营的关键因素。流变试验由于能够综合考虑隧道和地下结构不同围压和荷载变化条件下的复杂应力路径，正得到越来越多的关注。

普遍使用的三轴流变试验可以分为两类：一类为静态土体流变试验，这类试验比较常见，绝大多数的三轴流变试验都属于这一类；另一类为动态三轴试验，主要用来测定土体的动态特性指标。但目前此类试验大多模拟土体的动态强度特征，而针对循环荷载条件下的土体流变试验还很少见。因此需要一种能够合理反映多种土体应力路径，可在动、静土体流变方案之间自由切换的三轴流变试验机。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种新型的三轴软土流变试验机，可在恒定围压下进行恒载和恒变形控制，也可以在恒荷载或者恒变形控制一段时间后再施加按一定频率和振幅变化的动态荷载，然后再转化为静态荷载，并以此持续循环进行。

本实用新型采用如下技术方案；

一种三轴软土流变试验机，包括围压室、与该围压室相连的轴向加载单元、围压加载单元、检测试样变化参数的检测元件和计算机，所述围压室密封并通过管路与围压加载单元连接，所述检测元件与计算机连接，还包括控制轴向加载单元的轴向伺服控制器，该轴向伺服控制器通过电路与计算机连接。

优选地，所述检测元件为力传感器。

进一步地，所述力传感器设于围压室内。

优选地，所述检测元件为差动变压器。

进一步地，所述轴向加载单元还包括压杆，所述围压室和差动变压器分别固定在一支座上，压杆侧壁上设有引出臂，该引出臂的头部顶住差动变压器。

优选地，所述检测元件为电子天平，所述围压室通过管路与电子天平上的烧杯连接。

优选地，所述检测元件为压阻式压力变送器。

优选地，还包括围压伺服控制器，该围压伺服控制器经电路与计算机连接。

优选地，所述轴向加载单元和围压加载单元中含有伺服电机。

由于采用了轴向伺服控制器，可根据计算机的指令控制轴向加载单元，随而带动压杆上下运动并控制其升降速度。当需要施加静态荷载时，轴向伺服控制器可以控制轴向加载单元停止输出，使试样承受一定的载荷；当需要动态荷载时，无论是恒变形还是按一定频率和振幅变化的动态荷载，轴向伺服控制器都能控制轴向加载单元驱动压杆进行恒速上升、下降或往复周期运动。因此，通过轴向伺服控制器可以随时实现动、静土体流变方案之间的转化。

另外，由于设置了力传感器、差动变压器、电子天平、压阻式压力变送器，可量测试样上力或变形情况，以及空隙水流量、空隙水压力和围压。

附图说明

图1为本实用新型涉及的三轴软土流变试验机的原理结构示意图。

图中：

1、上盖  2、围压室  3、力传感器  4、有机玻璃筒  5、试样

6、压阻式压力变送器  7、差动变压器  8、支座  9、压杆  10、机座

11、围压伺服缸  12、滚珠丝杠  13、轴向加载交流伺服电机  14、减速器

15、围压交流伺服电机  16、电子天平  17、围压伺服控制器  18、轴向伺服控制器

19、变形测量放大器  20、测力放大器  21、计算机  22、打印机

具体实施方式