[发明专利]一种采用伺服加载、机械稳压的软岩单轴蠕变仪

权利要求书

1.一种采用伺服加载、机械稳压的软岩单轴蠕变仪，其特征在于，包括伺服电机加载装置、伺服电机加载控制单元、机械加载装置、以及机械稳压装置；

伺服电机加载装置，用于在蠕变试验初期对试件施加荷载，在所述伺服电机加载装置的顶部设置第一承压板，所述试件放置于所述第一承压板的上部；

伺服电机加载控制单元，用于控制伺服电机加载装置关闭或开启，并且用于在蠕变试验初期控制所述伺服电机加载装置以电动方式按照一定加载速度对试件施加荷载至目标设定荷载值；

机械加载装置，包括设置于试件上部的丝杠升降机，在所述丝杠升降机的下部设置第二承压板，所述试件位于所述第一承压板和所述第二承压板之间；关闭所述伺服电机加载装置后，如果试件所受实际荷载与目标设定荷载值之间有误差，所述机械加载装置根据试件实际承受荷载值与目标设定荷载值之间的误差荷载值，控制所述丝杆升降机的升降进行补压，以对试件施加机械荷载至目标设定荷载值；

机械稳压装置，包括和所述丝杠升降机连接且能够控制所述丝杠升降机升降的稳压轮轴，所述稳压轮轴采用砝码配重进行稳压。

2.根据权利要求1所述一种采用伺服加载、机械稳压的软岩单轴蠕变仪，其特征在于，所述机械加载装置还包括机械加载轮轴，所述机械加载轮轴和所述丝杠升降机连接，通过摇动所述机械加载轮轴能够控制所述丝杆升降机的升降进行补压。

3.根据权利要求2所述一种采用伺服加载、机械稳压的软岩单轴蠕变仪，其特征在于，所述机械稳压装置还包括钢绞线、挂钩、砝码；钢绞线缠绕在所述稳压轮轴上，砝码通过挂钩和所述钢绞线连接；砝码重量通过丝杆升降机被放大一定倍数施加到所述试件上；

所述稳压轮轴和所述机械加载轮轴同轴联动，均根据所述丝杠升降机内部蜗轮蜗杆相互咬合来控制丝杆升降机运动；

在进行稳压时，根据试件目标设定荷载值以及丝杆升降机对力的放大倍数确定所需砝码重量，以保证当试件实际承受荷载值小于目标设定荷载值时，在砝码重力作用下能够实现补压到设计荷载值；将相应质量的砝码经由缠绕在所述稳压轮轴上的钢绞线在稳压轮轴上保持荷载稳定。

4.根据权利要求1所述一种采用伺服加载、机械稳压的软岩单轴蠕变仪，其特征在于，所述蠕变仪还包括试验台面、反力架，所述反力架的一端固定设置于所述试验台面上，另一端和所述丝杠升降机固定连接；

所述伺服电机加载装置、所述伺服电机加载控制单元均设置在所述实验台面上。

5.根据权利要求1所述一种采用伺服加载、机械稳压的软岩单轴蠕变仪，其特征在于，在所述第一承压板下部或内部安装压力传感器，用于实时测量试件实际承受荷载值；在所述第一承压板和所述第二承压板之间设置轴向位移计和径向位移计，且所述轴向位移计和所述径向位移计固定在试件上，所述轴向位移计和所述径向位移计分别用于实时测量试件产生的轴向、径向应变。

6.一种采用伺服加载、机械稳压的软岩单轴蠕变试验方法，采用权利要求1-5任一项所述蠕变仪，其特征在于，包括：

将试件放置于第一承压板和第二承压板之间，在蠕变试验初期，伺服电机加载控制单元控制开启伺服电机加载装置，并控制所述伺服电机加载装置以电动方式按照一定加载速度对试件施加荷载至目标设定荷载值；

伺服电机加载控制单元控制关闭伺服电机加载装置；

如果伺服电机加载装置关闭后试件所受荷载与目标设计荷载值之间有误差，计算试件实际承受荷载值与目标设定荷载值之间的误差荷载值，摇动所述机械加载轮轴能够控制所述丝杆升降机的升降进行补压，直到试件实际承受荷载值达到目标设定荷载值；

根据试件目标设定荷载值以及丝杆升降机对力的放大倍数确定所需砝码重量，以保证当试件实际承受荷载值小于目标设定荷载值时，在砝码重力作用下能够实现补压到设计荷载值；将相应质量的砝码通过挂钩挂在稳压轮轴上保持荷载稳定。

7.根据权利要求6所述一种采用伺服加载、机械稳压的软岩单轴蠕变试验方法，其特征在于，通过所述压力传感器、所述轴向位移计、以及所述径向位移计，对试件所受的应力以及所产生的轴向、径向应变进行实时观测，获得描绘图像。