[实用新型]一种可进行真假三轴试验的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及岩土工程技术中的岩土检测领域，更具体地说是一种可进行真假三轴试验的装置。

背景技术

根据力学试验原理，假定一岩体保持平衡状态，则其中某一点必有三种作用于互相垂直面上的应力(如图3所示)，图3中平行于X、Y、Z三个方向的力，分别称为大主应力σ1、中主应力σ2、小主应力σ3；与三个主应力垂直的作用面分别称为大主应力面、中主应力面和小主应力面；许多工程问题如深埋的水平巷道长度较大时，可作为平面应变问题处理，即只考虑σ1和σ3；在考虑浅层地应力时，一般认为水平两个方向地应力相等，常按轴对称问题处理，即σ2＝σ3；假三轴试验就是使试样在轴对称的应力状态下进行试验，假三轴试验即常规三轴试验。

但是在实际岩土环境中，岩体所受到的三个主应力的大小往往是不同的，真三轴试验是模拟岩体受到荷重的情况下，岩体内任一小单元所承受的应力状态；研究在主应力方向固定的条件下，主应力与应变的关系及强度特性，即土的本构关系；试样一般为正立方体或矩形体；试验时对试样各个互相垂直的主应力面(即X、Y、Z)分别施加主应力σ1、σ2及σ3(主应力的关系是σ1>σ2>σ3)，即试样在三个互相垂直面上施加各自独立的三个主应力σ1、σ2、σ3；真三轴试验方法测定的结果比假三轴试验即轴对称三轴试验更能反映真实的本构关系，也更复杂。

而实际上，很多单位资金并不充裕，同时拥有假三轴仪和真三轴仪并不符合实际，再加上各类工程的实践使得很多单位需要更便捷地做假三轴试验与真三轴试验；这样，开发一套结构简单、易操作、能进行真假三轴试验的装置就显得很有必要了。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种可进行真假三轴试验的装置，结构简单、易操作、能进行真假三轴试验。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种可进行真假三轴试验的装置，包括σ1方向加载系统、σ2方向加载系统、σ3方向加载系统，所述σ1方向加载系统包括：垂直加载活塞、上压头、下压头；所述σ2方向加载系统包括：手动操作加载部分、泵动加载部分；所述σ3方向加载系统包括：进油口、出油口；所述垂直加载活塞、所述上压头、所述下压头设置于围压室内；所述垂直加载活塞位于所述上压头正上方；所述上压头和所述下压头分别设置于试样的上、下两端；有左水平轴杆、右水平轴杆分别以轴对称形式设置于所述围压室两侧、且分别穿过所述围压室外壁；所述泵动加载部分右端连接于所述左水平轴杆左端，所述手动操作加载部分左端连接于所述右水平轴杆右端；所述进油口、所述出油口分别以轴对称形式设置于所述围压室外壁下端的左、右两侧；有底座垂直连接于所述围压室下端；

在做真三轴试验时，σ2方向加载系统还包括水平压头；所述水平压头为长方体，且与所述试样接触的截面与所述试样相同；所述上压头、所述下压头的底面形状为正方形、且与所述试样底面尺寸相同；

在做假三轴试验时，所述上压头、所述下压头的截面均为圆形、且与所述试样底面尺寸相同，且所述左水平轴杆、所述右水平轴杆分别与所述围压室密封接合。

在上述技术方案中，在做真三轴试验时，所述水平压头共二个、且分别设置于所述试样左、右两端。便于夹紧试样，防止试样松动，影响试验结果。

在上述技术方案中，在做真三轴试验时，所述试样为底面为正方形的矩形体，且所述试样尺寸为底面边长50mm，高100mm。底面为正方形，高度一般都大于底面边长，所以为矩形体，这样方便对试样施加三个主应力σ1，σ2，σ3，保持σ2≠σ3。

在上述技术方案中，在做假三轴试验时，所述试样为圆柱体,且所述试样尺寸为直径50mm，高100mm。假三轴试验中，通过油压保持σ2＝σ3，一般用直径50mm高度100mm的标准试样。

本实用新型具有如下优点：

(1)仅通过更换少部分部件，就既可做真三轴试验又可做假三轴试验；在做真三轴试验时，把本实用新型改装为可进行真三轴试验的装置，在做假三轴试验时，把本实用新型改装为可进行假三轴试验的装置；

(2)本实用新型结构简单、成本低；

(3)为科研单位节省资金，给研究人员提供方便。

附图说明

图1为本实用新型真三轴试验仪装置的整体结构示意图。

图2为本实用新型假三轴试验仪装置的整体结构示意图。

图3为本实用新型主应力与主应力面结构示意图。