[发明专利]一种能够用于CT原位扫描的吸力可控非饱和三轴实验系统

权利要求书

1.一种能够用于CT原位扫描的吸力可控非饱和三轴实验系统，包括三轴加载装置、吸力和围压控制装置，其中：

所述三轴加载装置包括：

加载组件，包括一空心杆，空心杆上端通过第一连通管连通外部，下端连接一活动样品盖，活动样品盖具有贯通气道连通空心杆内部，活动样品盖能够在空心杆内做竖向往复运动；

压力室，安装在所述加载组件的下方，空心杆从压力室的上方以周围密封伸入压力室内，并且所述压力室通过第二连通管连通外部；

样品台，安装在所述压力室的下方，所述样品台具有存水仓，存水仓伸入所述压力室内，存水仓顶部放置一块陶土板，陶土板顶面用于放置实验样品，陶土板底面直接与存水仓相连，所述存水仓底部通过第三连通管、第四连通管连通外部；

所述吸力和围压控制装置包括：

气压监测控制组件，与所述第一连通管和第二连通管连通，用于监测和控制实验样品的孔隙气压和样品围压；

水压监测控制组件，与所述第三连通管和第四连通管连通，用于监测和控制实验样品的孔隙水压。

2.根据权利要求1所述的三轴实验系统，其特征在于，

所述加载组件还包括一中空的连接件，连接件的上端密封连接所述空心杆的下端，连接件内配置一个上部的径向密封圈和一个下部的径向密封圈，所述活动样品盖通过一根不锈钢空心管穿过两个径向密封圈伸入所述空心杆内，不锈钢空心管连通所述贯通气道，并能够相对于两个径向密封圈做竖向自由往复运动。

3.根据权利要求1所述的三轴实验系统，其特征在于，

所述压力室顶部密封安装一压力室上盖，压力室上盖具有中心通孔连通压力室内部，所述中心通孔内壁配置有两个径向密封圈，所述空心杆穿过两个径向密封圈伸入压力室内并能够相对于两个径向密封圈做竖向自由往复运动。

4.根据权利要求1所述的三轴实验系统，其特征在于，

实验时，所述陶土板与存水仓之间密封粘接，且所述活动样品盖与实验样品之间放置一块低进气值透水石，实验样品外套乳胶膜并在两端的活动样品盖、存水仓上分别用一个O形圈固定乳胶膜。

5.根据权利要求1所述的三轴实验系统，其特征在于，

所述样品台由相互连接的上圆盘、中圆盘和下圆盘组成，其中：

所述上圆盘与所述压力室密封连接固定，上圆盘的中心向上凸出形成几字形，凸出部分形成所述存水仓并用于放置实验样品；

所述中圆盘与所述上圆盘密封连接固定，中圆盘底部连接两个通水接头，两个通水接头分别连通所述存水仓与所述第三连通管、第四连通管；

所述下圆盘为工字形双圆盘结构，工字形双圆盘结构的中间部分镂空，用于容纳所述通水接头并引出所述第三连通管、第四连通管；

优选的，所述下圆盘的工字形双圆盘结构具有上部圆盘体、下部圆盘体以及连接上部圆盘体与下部圆盘体的中部圆筒体，上部圆盘体与所述上圆盘、中圆盘通过螺栓连接固定，中部圆筒体侧壁镂空，下部圆盘体开设有螺栓孔；

优选的，与所述第三连通管连通的通水接头连接一小直径短管，小直径短管伸入所述存水仓内并接近存水仓的底部；与所述第四连通管连通的通水接头连接一小直径长管，小直径长管伸入所述存水仓内并接近存水仓的顶部。

6.根据权利要求1所述的三轴实验系统，其特征在于，

所述气压监测控制组件包括：

高精度小量程气压控制器，用于控制孔隙气压，其通过所述第一连通管连通加载组件的空心杆内部，第一连通管上连接有一个阀门；

高精度大量程气压控制器，用于控制样品围压，其通过所述第二连通管连通所述压力室，第二连通管上连接有一个阀门；

并且，所述第一连通管与第二连通管通过管路连通，该管路上连接有一个阀门；

优选的，所述第一连通管上连接有一个高精度小量程气压传感器，所述第二连通管上连接有一个高精度大量程气压传感器。