[发明专利]一种真三轴仪的压力室密封装置

说明书

技术领域

本发明属于岩土工程测试设备技术领域，具体涉及一种真三轴仪的压力室密封装置。

背景技术

现今对土体的力学特性认识的不断深入，传统的土力学特性的测试仪器，如直剪仪、单向压缩仪、常规三轴仪在对土体进行复杂应力条件下的试验研究具有相当的局限性。为了更全面、真实地反映土单元的三维受力状态，自国外学者Kiellma首次成功设计真三轴以来，国内外研究者不断改进和设计多种真三轴仪。国内比较有代表性的有清华大学真三轴仪、同济大学的真三轴仪、吉林工业大学的真三轴仪以及河海大学的真三轴仪等。国内现有的真三轴仪大体分为两类，一种是采用矩形四棱柱试样刚性水平加压板加载方式，轴向采用应变式加载，水平向由应力控制加载；第二种是采用正方体试样柔性囊水平加载方式，三向均采用应变式控制加载。现今无论其采用何种加载方式，对非饱和土真三轴试验吸力控制问题的有效解决成为热点和难点。由于非饱和土中孔隙气压力的存在，就要求压力室各部件必须具有良好的密封性能，因此，可以说压力室的密封装置是决定试验过程中水、气控制解决非饱和真三轴试验研究的关键因素。

现有的真三轴仪一般采用圆形橡皮圈固定试样、特制方形橡皮圈以及钢圈与橡胶垫片固定三种方案解决压力室密封问题。三种方案具有良好的可操作性，但前两者如果不能保证橡皮圈紧密贴合包裹试样的乳胶膜和底座，对试验结果的准确性容易带来干扰，尤其对非饱和土进行孔隙水、孔隙气压力的控制和量测具有局限性；采用钢圈与橡胶垫片固定该种方式较之橡皮圈一定程度上对其密封效果有所改善，但钢圈与乳胶膜之间刚柔接触产生的摩擦作用不可避免。因此，改善真三轴试样密封装置，消除密封装置现有缺陷，使得新的压力室结构密封装置既能保证良好的密封性能，又能实现准确水、气控制和量测，十分重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种真三轴仪的压力室密封装置，通过对试样的有效密封，克服了现有机构不能对试样进行精确水、气控制和量测的缺点。

本发明所采用的技术方案是，一种真三轴仪的压力室密封装置，包括固定底座，固定底座的中心开有矩形槽，矩形槽内设置有下透水板，矩形槽内且位于下透水板的下方放置有乳胶膜，下透水板底部开有排水通道，固定底座的底部开有进水通道和出水通道，进水通道和出水通道均与下透水板排水通道相连通；

下透水板的上方用于放置试样，在该试样的上方设置有上透水板，上透水板的顶部开有排气通道，乳胶膜向上包裹下透水板、试样和上透水板后，在上透水板的顶部安装有试样帽，试样帽上开有两个试样帽排气通道，该两个试样帽排气通道分别与上透水板的排气通道相连通。

所述下透水板为矩形板体且表面开有下透水板中心槽，下透水板中心槽内镶嵌有带透水孔的有机玻璃板，排水通道为开在该下透水板中心槽底部的环形排水螺纹。

下透水板为矩形板体且表面开有下透水板中心槽，下透水板中心槽内镶嵌有陶土板，排水通道为开在该下透水板中心槽底部的环形排水螺纹。

上透水板为矩形板体且表面开有上透水板中心槽，上透水板中心槽内镶嵌有带透水孔的有机玻璃板，排气通道为开在该上透水板中心槽顶部的环形排气螺纹。

下透水板上开有多个螺纹孔，并通过下透水板固定螺栓与固定底座相连接。

上透水板上开有多个螺纹孔，并通过上透水板固定螺栓与试样帽相连接。

在固定底座的矩形槽内且位于乳胶膜的外侧，设置有止水垫片；在固定底座上，位于进水通道和出水通道的开孔处均设置有止水垫圈。

试样帽和上透水板之间设置有乳胶垫片；在试样帽上，位于两个试样帽排气通道的开孔处均设置有止水垫圈。

下透水板与固定底座矩形槽之间的缝隙处，填充多个条形钢板。

乳胶膜为立方体形状。

本发明一种真三轴仪的压力室密封装置的优点是：能很好地实现了立方体试样在三向独立加载试验条件下的密封问题，并且通过进行试验过程中水、气条件的有效控制，可测定非饱和土的真三轴剪切试验相关参数；试验结果稳定可靠，不同土性试验结果可比性强。另外，本发明结构简单，使用操作简便，性能可靠。

附图说明

图1是本发明一种真三轴仪的压力室密封装置的结构示意图；

图2是本发明中下透水板中排水通道的结构示意图；

图3是本发明中下透水板的结构示意图；

图4是本发明中固定底座的结构示意图；

图5是本发明中试样帽的结构示意图；

图6是利用本发明进行成样模安装的结构示意图；

图7是安装有本发明的真三轴仪压力室的结构示意图。