[发明专利]一种多加载边界真三轴仪及试验方法

权利要求书

1.一种多加载边界真三轴仪，其特征在于，包括设置在试样大主应力σ₁方向的σ₁方向刚性加载系统(1)和/或σ₁方向半刚性传力装置(2)，设置在试样中主应力σ₂方向的σ₂方向刚性加载系统(3)和/或σ₂方向半刚性传力装置(4)，设置在试样小主应力σ₃方向的柔性加载系统(5)和/或施加围压应力σ_c的压力室结构(6)，σ₃方向的位移量测系统(7)，试样制备装置(8)和/或试样固化系统(9)；

位移量测系统(7)用于检测试样的局部变形；

试样制备装置(8)用于不同沉积角试样的制备；

试样固化系统(9)用于离散颗粒体试样的固化。

2.根据权利要求1所述的一种多加载边界真三轴仪，其特征在于，所述σ₁方向刚性加载系统(1)包括设置于试样顶端的上加载系统(110)和设置于试样底部的下加载系统(120)；所述上加载系统(110)包括活动连接的上伺服电机(111)和第一活塞杆(112)，所述第一活塞杆(112)与第一测力传感器(113)连接，所述第一测力传感器(113)与第一刚性板(114)连接，所述第一活塞杆(112)上还设置有同步变形杆(115)；所述第一测力传感器(113)与所述同步变形杆(115)互相独立；所述同步变形杆(115)包括用于与所述第一活塞杆(112)相连的固定环，所述固定环上水平对称向外延伸有连板，两所述连板的下表面均连接有连杆，所述连杆的底端设置有用于与所述σ₂方向半刚性传力装置(4)的上表面相接触的垫块；

所述下加载系统(120)包括加载底座(121)，所述加载底座(121)上表面设置有用于与所述试样制备装置(8)或所述试样固化系统(9)相连接的外凸圆盘(122)，所述加载底座(121)沿σ₂方向对称设置两个用于与所述σ₂方向半刚性传力装置(4)底面相连接的楔齿(123)。

3.根据权利要求1所述的一种多加载边界真三轴仪，其特征在于，所述σ₁方向半刚性传力装置(2)包括若干分散块(210)，定位格栅(220)和磁性吸附装置(230)；

所述分散块(210)包括万向球(211)和矩形块(212)；

所述矩形块(212)上设置有螺纹孔(213)；

所述万向球(211)包括矩形底托，所述矩形底托的下表面设置有用于与所述螺纹孔(213)相适配的螺纹柱(214)，所述矩形底托的上表面设置有半球形凹槽，所述半球形凹槽内设置有若干单层排布的滚珠，所述滚珠上设置有万向球本体，所述半球形凹槽的顶面开口直径小于所述万向球本体的直径；

所述定位格栅(220)包括方格网(221)和顶面覆膜(222)；

所述方格网(221)划分为若干用于与所述分散块(210)相适配的方格；

所述方格网(221)的顶面设置有所述顶面覆膜(222)；

所述磁性吸附装置(230)包括磁性座(231)和铸铁板(232)；

所述顶面覆膜(222)的顶面设置有所述铸铁板(232)，所述铸铁板(232)上设置有用于吸附与解吸附所述分散块(210)的所述磁性座(231)。

4.根据权利要求1所述的一种多加载边界真三轴仪，其特征在于，所述σ₂方向刚性加载系统(3)包括设置于试样前侧的前加载系统(310)和设置于试样后侧的后加载系统(320)，所述后加载系统(320)与所述前加载系统(310)结构相同；所述前加载系统(310)包括前伺服电机(311)、第二活塞杆(312)、第二传感器(313)、连接法兰盘(314)和第二刚性板(315)；所述前伺服电机(311)与压力室结构(6)中的载荷框架(620)连接；所述前伺服电机(311)与所述第二活塞杆(312)活动连接，所述第二活塞杆(312)与所述第二传感器(313)连接，所述第二传感器(313)与连接法兰盘(314)通过螺栓连接；所述连接法兰盘(314)与第二刚性板(315)通过螺栓连接。