[发明专利]超大三轴试验中试样排水/吸水量连续测量装置

说明书

技术领域

本发明属于机械工程测试技术领域，涉及土力学三轴试验，尤其是一种超大三轴试验中试样排水/吸水量连续测量装置。

背景技术

测量土壤的强度和变形而常使用三轴试验仪，该仪器应用广泛，可用于测量多种参数，包括剪切强度和变形特性、固结特点和土壤渗透性。它的主要功能包括主应力大小的控制，体变排水量和孔隙压力的测量。超大三轴试验仪主要针对超大试样直径1.0米，高2.0米的圆柱试样完成大围压、重载荷试验，测试超大试样的强度和变形特征，可以完成大型水电站土石坝材料特性试验工作。试验过程中试样体变通过测量排水量获得。排水量如按照试样体积的10％来估算，直径1.0米、高2.0米的超大试样排水量将达到160L。要想实现实时连续精确测量这么大的排水量是非常困难的。

目前，国内并没有针对超大试样排水量的实时连续精确测量装置。国外知名岩土设备生产厂家GDS公司在排水管路中接入专门设计的流量传感器来实现试样排水量的检测。这种流量传感器是GDS公司拥有的专利，测量精度不太高，价格昂贵而且不对外出售，在市场上很难买到。此外，对于一些试样在剪切过程中还会发生吸水现场，而且吸水量可以达到排水量的20％32L。因此在排水量检测过程中还需要考虑吸水量的高精度检测问题。

发明内容

本发明的目的是：解决超大型三轴试验中根据排水量精确测量试样体变的难题，发明的测量装置实现了大排水/吸水量连续的高精度测量。

本发明采用的技术方案是：一种超大三轴试验中试样排水/吸水量连续测量装置，包括自动补水子系统和排水量自动连续检测子系统；自动补水子系统通过控制两位两通电磁阀，实现自动为排水量自动连续检测子系统中的薄壁容器补给高纯净水。排水量自动连续检测子系统用于检测从软管注入超大试样的排水，两个盛水薄壁容器下方装有高精度力传感器，静态标定后根据力传感器的输出电压值可以精确计算薄壁容器排水量的质量，既而获得排水量体积。利用电磁水阀和计算机控制实现自动切换，完成大排水量的高精度连续自动测量。

自动补水子系统包括补水桶固定板1、补水桶固定环2、补水桶3、上补水软管A4、补水控制电磁阀A5、下补水软管A6、上补水软管B12、电磁阀支撑板A13、补水控制电磁阀B14和下补水软管B15；自动补水子系统中的补水桶固定板1和电磁阀支撑板A13上下固定于竖直墙壁上，补水桶固定板1用于支撑补水桶3，电磁阀支撑板A13用于支撑补水控制电磁阀A5和补水控制电磁阀B14；自动补水子系统中两位两通补水控制电磁阀A5的一个端口通过上补水软管A4与补水桶3底部相连通，另一端口与下补水软管A6一端相连；下补水软管A6的另一端插入到排水量自动连续检测子系统中的检测容器A7底部；两位两通补水控制电磁阀B14一个端口通过上补水软管B12与补水桶3底部相连通，另一端口与下补水软管B15的一端相连，下补水软管B15的另一端插入到排水量自动连续检测子系统中的检测容器B16底部；通过控制两位两通补水控制电磁阀A5和两位两通补水控制电磁阀B14，实现自动为排水量自动连续检测子系统中的检测容器A7和检测容器B16补水；