[发明专利]一种真三轴仪压力室的侧向变形量测机构

说明书

技术领域

本发明属于岩土工程测试设备技术领域，具体涉及一种真三轴仪压力室的侧向变形量测机构。

背景技术

对土的力学特性研究中，传统测试仪器有直剪仪、单向压缩仪和常规三轴仪等，国外学者Kiellman于1936年首次成功设计真三轴仪以来，真三轴仪越来越受到重视。真三轴仪能实现在复杂应力条件下对土体的试验研究，具有全面、真实地反映土单元的三维主应力状态等优势。

国内外先后设计了多种不同型式的真三轴仪，尽管设计思路不同，但核心思想均着眼于三个主应力和主应变分量的独立控制和量测。从剑桥大学Roscoe等开拓完成的三向刚性版加载的剑桥真三轴仪，到美国Coloeado大学和日本东京大学发明的三向柔性流体加荷真三轴仪，再到日本京都大学改进的一向刚性板加载，两向气压或液压柔性加载真三轴仪等等。该类仪器的研制正逐渐向消除应力边角效应影响和便于应力应变量测等方面发展。西安理工大学研制的真三轴仪具有一室四腔、竖向刚性加载和侧向液压囊柔性加载的特点，是一种具有新型压力室加载机构的真三轴仪，但如何实现两个独立侧向变形量的有效控制和准确量测仍然还是一个难题。

现有的真三轴仪侧向变形的量测控制依据其加载类型的不同而异。对于三向刚性板加载方式的机构，试样侧向变形的量测是通过侧向刚性板的位移量测实现的，随试样压缩、膨胀向内或向外滑动距离进行控制量测，原理简单可行。如果试样在三个主应力方向上的变形是单调变化的，三向刚性板也可以单调移动变化。但若试样在某一方向发生有压缩向侧涨的变形转换，则另两方向加荷的刚性板难以及时跟随，试样在棱角处容易挤出。不仅如此，这种仪器三向加载板之间互相干扰，还存在明显的不足。对于三向柔性液压加载方式，虽在刚性板思想上有所改进，但侧向量测的应变范围较小，且是通过液压囊体积变化量间接得到试样在某一方向的变形的。对于变形较大的粘土材料具有局限性。基于这些加载方式的分析，现有一向刚性加载两向柔性液压加载系统，理论上具有可行性，但在实际操作中，由于液压囊不可避免地充气，以及液压囊随其隔离板的平面转动的原因，使得水平面内两个主向变形的量测存在一定的误差。因此，改善真三轴压力室的侧向变形量测机构，消除现有存在的量测缺陷，使得新的压力室侧向变形量测结构既能保证良好的可操作性能，又能准确的进行侧向变形的量测具有实际的应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种真三轴仪压力室的侧向变形量测机构，适用于轴向刚性加载侧向柔性加载的真三轴仪，实现了真三轴仪对侧向变形的准确测量。

本发明所采用的技术方案是，一种真三轴仪压力室的侧向变形量测机构，该真三轴仪压力室由压力室底座、压力室侧壁以及压力室顶盖构成，且压力室内部对称分布有四个压力腔，四个压力腔内各设置有一乳胶膜，四个乳胶膜分别与外部压力源相连接，并在充液后分别形成柔性液压囊，四个压力腔内均径向且水平穿插设置有一侧向位移量测导杆，各侧向位移量测导杆的一端穿透对应的乳胶膜后，在其端部固定有竖直方向的内端板，内端板与柔性液压囊的外表面平齐，各侧向位移量测导杆的另一端伸出在压力室外部，且其端部分别连接有电子百分表连接。

真三轴仪压力室的压力室侧壁上设置有四个导向筒，四个侧向位移量测导杆均对应穿插在导向筒里。

各侧向位移量测导杆由两个杆体通过螺纹同轴连接构成，其中，该两个杆体的连接部位于压力腔内，且在该连接部设置有密封螺母。

各侧向位移量测导杆上，在密封螺母和内端板之间依次设置有垫片和刚性密封护筒。

该压力室的外部设置有电子百分表固定架，四个电子百分表均安装在电子百分表固定架上。

本发明的优点是：能够很好地实现试样在三向独立加载条件下侧向变形量的试验研究，能测定土在真三轴试验条件下变形特性的相关参数；试验结果稳定可靠，不同土性试验结果对比性强。并且本发明设计合理、使用操作简便、智能化程度高且性能可靠。

附图说明

图1是本发明一种真三轴仪压力室的侧向变形量测机构的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明中侧向位移量测导杆的连接关系示意图。