[发明专利]一种便携式围压可调的软岩三轴实验仪

说明书

本发明的一种便携式围压可调的软岩三轴实验仪，包括：荷载框架、围压施加装置、轴向加压装置以及轴向应变计量装置；荷载框架分为上、下两层，上层放置实验试样，下层安装轴向加载装置；围压施加装置包括多个夹具、高强钢丝和围护结构，围护结构套设在实验试样外部，高强钢丝有多段，各段高强钢丝按顺时针、逆时针交替缠绕在围护结构外部；夹具上设有钢丝轴，高强钢丝的两端分别缠绕到相应夹具的钢丝轴上，夹具沿实验试样径向夹紧固定在荷载框架上，通过旋转钢丝轴可调整高强钢丝对实验试样的围压；轴向应变计量装置用于测量实验试样的轴向位移。本发明的软岩三轴实验仪具有围压精确可控、提供高围压、方便携带、经济性好、轴压高的优点。

技术领域

本发明属于软岩三轴实验仪技术领域，涉及一种便携式围压可调的软岩三轴实验仪。

背景技术

普通的三轴实验仪实验对象大多为软土试样，实验仪体积庞大无法携带，且普通三轴实验仪无法满足以软岩为试样的三轴实验围压。普通三轴实验仪以注水的方式对试样提供围压，注水排水时间较长，实验的操作过程复杂，且可提供的围压较小，围压在0.01MPa左右，只能满足以岩土为试样的三轴试验的围压要求，但以软岩为研究对象的三轴实验要求围压需达到5MPa到10MPa，因此普通三轴实验仪根本无法满足以软岩为试样的三轴实验的围压需求。且普通三轴试验仪价格为十几万到上百万不等，造价较高，且体积庞大无法携带，因此亟需一种便携的、围压可调的、能够满足软岩围压要求的三轴实验仪。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种便携式围压可调的软岩三轴实验仪，改变了传统三轴实验仪利用水压提供侧向压力的传统思维，通过高强钢丝螺旋式围绕并作用于试样外的围护结构，维护结构将力传递于试样，高强钢丝的拉力转变为施加给试样的侧向压力，通过调节高强钢丝的拉力，实现对围压的精确控制。

本发明提供一种便携式围压可调的软岩三轴实验仪，包括：荷载框架、围压施加装置、轴向加压装置以及轴向应变计量装置；

所述荷载框架分为上、下两层，上层用于放置实验试样，下层安装有轴向加载装置，所述轴向加载装置从下方向实验试样施加轴向压力；所述围压施加装置包括多个夹具、高强钢丝和围护结构，所述围护结构套设在实验试样外部，高强钢丝有多段，各段高强钢丝按照顺时针、逆时针交替缠绕在围护结构外部；夹具上设有钢丝轴，高强钢丝的两端分别缠绕到相应夹具的钢丝轴上，夹具沿实验试样径向夹紧固定在荷载框架上，通过旋转钢丝轴可调整高强钢丝对实验试样的围压；所述轴向应变计量装置用于测量实验试样的轴向位移。

在本发明的便携式围压可调的软岩三轴实验仪中，所述荷载框架包括：底板、中板、顶板、上立柱和下立柱；所述底板上设置有两根下立柱，下立柱上设置上立柱，上立柱的顶端支撑固定在顶板的底面；所述上立柱的直径小于下立柱的直径，所述中板上设有两个通孔，两根上立柱穿过对应通孔，中板的底面支撑在下立柱的顶端且可沿上立柱上、下移动；所述顶板的底面设有上垫块，中板的顶面设有下垫块，所述实验试样设置在上垫块和下垫块之间；所述轴向加压装置设置在底板上，轴向加压装置通过中板和下垫块的传递实现对实验试样施加轴向压力；多个夹具固定在上立柱上。

在本发明的便携式围压可调的软岩三轴实验仪中，所述夹具包括：外壳、钢丝轴和异形挡板；所述外壳一端设有夹持部，夹具通过夹持部固定到上立柱上；外壳另一端为矩形槽，所述钢丝轴固定在矩形槽内，矩形槽内在远离夹持部的槽壁上设有开孔，所述高强钢丝从开孔中伸入矩形槽并绕设到钢丝轴上；所述异形挡板设置在矩形槽内，异形挡板上设有伸缩卡孔，所述高强钢丝末端间隔设置多个圆锥形卡扣，圆锥顶端朝向夹具方向布置，通过圆锥形卡扣和伸缩卡孔配合将高强钢丝锁紧。