[发明专利]一种三轴试验仪轴间对准度校准方法及装置

说明书

本发明公开了一种三轴试验仪轴间对准度校准方法及装置，所述校准方法包括：基于油缸活塞杆和压力室活塞杆不同位置处的截面的径向长度差值得到三轴试验仪的压力室及其加压油缸之间的同轴度和/或平行度；根据所得同轴度和/或平行度，对所述三轴试验仪进行较准。本发明可对三轴试验仪的压力室及其加压油缸的轴间对准度进行精确校准。

技术领域

本发明涉及三轴试验仪轴间对准度校准的方法。

背景技术

三轴试验仪常用于测定试样的应力应变关系曲线，并用于确定土料的强度和变形特性参数，其典型结构如附图1所示，包括轴压系统、围压系统、孔压量测系统和体变量测系统等，其中，轴压系统包括主机轴向加载框架、轴向控制器等，轴向加载框架进一步包括四立柱、油缸活塞杆、压力室活塞杆、试样帽、伺服电机、试验力传感器等部分，其中油缸活塞杆位于压力室活塞杆顶部并与压力室活塞杆相互连接。轴压系统可保证轴向加载的稳定性控制的精确性、测量的准确性和操作的简便性，同时可实现力控制和位移控制等。围压系统包括了三轴压力室、围压加压装置和围压传感器等，孔压量测系统和体变量测系统则分别包括了孔压传感器和体变传感器等。

在试验仪应用中，常以试样45°面上的剪应力作为静剪应力平面，当同轴度和平行度满足试验要求时，轴向应力为σ₁；径向荷载为σ₃，该剪应力可以通过公式τ＝(σ₁-σ₃)/2进行确定；当同轴度和平行度不满足要求时，轴向由于偏心受力轴向应力实际值为(σ₁A₁+(A-A₁)σ₃)/A(式中A为试样截面面积，A₁为压力室活塞与试样接触截面面积)；径向荷载为σ₃(围压常以水荷载加载)，如果同样用公式τ＝(σ₁-σ₃)/2确定静剪应力会与实际值存在明显偏差，且实际作用截面A₁的确定同样存在测量难度。

现有技术中，同轴度和平行度测试仅在设备出厂时由厂家进行检测并出具合格证明，无适用于不同测试应用中的同轴度和平行度检测方法。当仪器设备因搬运、调试、改装等操作导致同轴度和平行度出现偏差时，未进行同轴度和平行度测试的设备直接进行试验，尤其是平行试验，会导致试验结果的偏差增大，且与实际45°面上的静剪应力值存在较大误差，从而影响土料力学特性的确定。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种可对三轴试验仪的压力室及其加压油缸的轴间对准度进行精确校准的方法及装置。

本发明的技术方案如下：

一种三轴试验仪轴间对准度校准方法，其包括：

通过同轴度计算模型和/或平行度计算模型获得三轴试验仪的压力室活塞杆及其油缸活塞杆之间的同轴度和/或平行度；

根据所得同轴度和/或平行度，对所述三轴试验仪进行较准；

其中，所述同轴度计算模型或平行度计算模型可基于所述油缸活塞杆或所述压力室活塞杆在不同位置处的截面的径向长度差得到所述同轴度和/或平行度。

根据本发明的一些优选实施方式，所述长度差值通过设有磁性表座的百分表获得。

根据本发明的一些优选实施方式，所述不同位置包括油缸活塞杆和压力室活塞杆的最大行程80％处和最大行程10％处。

根据本发明的一些优选实施方式，所述同轴度计算模型如下：