[发明专利]一种考虑增湿作用的黄土三轴剪切蠕变仪及试验方法

说明书

本申请属于土木试验中的三轴蠕变试验技术领域，具体涉及一种考虑增湿作用的黄土三轴剪切蠕变仪及试验方法。包括固定平台，固定平台上设置压力室，压力室包括内压室及外压室，压力室上方设置有悬架，悬架上设置加载杆，用于对压力室内的试样加压，悬架顶端设置用于驱动加载杆的应力控制加载装置及记录加载位移的位移传感器，固定平台下端还设置有应变控制加载装置，本申请还包括分别为内压室及外压室提供压力的第一供压装置及第二供压装置，以及为试样增加湿度的增湿控制系统。本发明通过增加增湿控制系统，实现对试样的精准增湿，能够进行不同湿度下的黄土三轴蠕变试验，进而获取黄土在增湿作用下的蠕变特性。

技术领域

本申请属于土木试验中的三轴蠕变试验技术领域，具体涉及一种考虑增湿作用的黄土三轴剪切蠕变仪及试验方法。

背景技术

黄土地区的基础设施建设得到了蓬勃发展，人类工程活动的范围和规模也急剧扩大，但是受地形限制，由此伴随的开挖卸荷型黄土滑坡频繁发生。

坡体开挖导致黄土处于卸荷应力状态，使得黄土力学特性发生较大改变，此外由于黄土的水敏和蠕变特性，使得黄土在卸荷应力作用下，遇水增湿会发生强度衰减, 产生更为明显的蠕动变形，进而引发滑坡灾害。蠕变特性是黄土的重要力学性质之一，探索黄土的蠕变特性是研究开挖卸荷型黄土滑坡发展演化过程的关键。国内外学者对黄土的蠕变特性和蠕变模型进行了大量的理论与试验研究，在蠕变理论和工程实践上取得了显著的成就。

然而，以往的研究忽略了黄土增湿作用下的蠕变特性，且尚未有公开的仪器设备可测试考虑增湿作用下的黄土蠕变特性。为了研究增湿作用下的黄土蠕变特性，常规下的三轴蠕变设备已不能满足要求，因此亟需一种考虑增湿作用的黄土三轴剪切蠕变仪及试验方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种考虑增湿作用的黄土三轴剪切蠕变仪，以解决现有技术中存在的问题，本发明提供的具体技术方案如下：

一种考虑增湿作用的黄土三轴剪切蠕变仪，包括固定平台，所述固定平台上方设置有悬架，所述悬架的两侧下端固定设置有拉杆，所述拉杆的另一端贯穿固定平台且通过连杆与固定平台下方的应变控制加载装置固定连接，所述应变控制加载装置的自由端与固定平台的底面固定连接，所述拉杆与所述固定平台通过旋拧螺丝固定，所述固定平台上设置有压力室，所述压力室包括内压室和外压室，所述内压室设置于外压室内，所述内压室通过压力室底端的围压管路与第一供压装置连通，所述外压室通过压力室顶端的压力室管路与第二供压装置连通；

所述悬架上设置有加载杆，所述加载杆底端贯穿压力室的顶壁连接有试样帽，所述试样帽内设置有增湿管路，所述增湿管路与压力室外的增湿控制系统连通；

所述悬架顶端还设置有应力控制加载装置，所述应力控制加载装置的输出端位于加载杆正上方且与加载杆的轴心位于同一条直线上，所述悬架的顶端还设置有用于记录加载杆位移的位移传感器。

进一步的，所述增湿控制系统包括与所述增湿管路依次连通的流量计、体变管、压力表和压力传感器、调压阀，调压阀与气源连通，所述体变管两端通过管路并联设置差压传感器。

进一步的，所述应力控制加载装置包括气缸，所述气缸通过管路及调压阀与气源连通，所述气缸与调压阀之间的管路上还设置有压力表及压力传感器，所述气缸的输出端通过荷载传感器连接有传力轴，所述传力轴与气缸的输出端的轴心位于同一条直线上，所述传力轴上设置有凸块，所述传力轴作为应力控制加载装置的输出端用于为加载杆提供应力。

更进一步的，所述位移传感器通过固定架固定在悬架顶端，所述位移传感器的工作端设置有压力板，所述压力板的另一端与传力轴上凸块的下端相抵触。

进一步的，所述第一供压装置包括与所述围压管路依次连通的体变管、压力表和压力传感器、调压阀，调压阀最终连通气源，所述体变管两端通过管路并联设置差压传感器。

进一步的，所述第二供压装置包括与压力室管路依次连通的压力表和压力传感器以及调压阀，调压阀最终与气源连通。