[发明专利]内嵌式土工三轴仪及其试验操作方法

权利要求书

1.一种内嵌式土工三轴仪，包括压力室，压力室包括一个带有连接底圈的试样底座、一个下端开口且罩住试样及试样底座的压力罩；压力罩由连接底圈、固定于该连接底圈的透明筒身和筒身顶部的压力室顶盖组成；试样安置于压力室的试样底座上，并与试样顶部的试样顶帽相接；试样周边包裹有不透水的橡皮膜；试样通过孔隙水压力管与孔隙水压力传感器连接；通过反压连接管与反压力控制系统连接；通过周围压力连接管与周围压力控制系统连接；其特征是：所述压力室底座固定于试验台升降主轴上，所述压力室安置于原试验仪器的压力室中，所述孔隙水排水管通过连接阀门与原试验仪器的孔隙水量测管相连后再与孔隙水压力传感器连接，所述反压连接管通过阀门与原试验仪器的反压量测管相连后再与反压力控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的内嵌式土工三轴仪，其特征是：所述试样底座底端中心带有螺纹孔，所述试样底座与试验台升降主轴螺纹连接，试样底座一侧的径向螺孔中设有接合于升降主轴表面轴向凹槽的定位螺钉。

3.根据权利要求1所述的内嵌式土工三轴仪，其特征是：所述压力室的透明筒身半径小于原试验仪器的压力室筒身半径，孔隙水压力量测孔、反压连接孔、周围压力连接孔均通过连接底圈的底部与原试验仪器连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的内嵌式土工三轴仪，其特征是：所述孔隙水压力管包括所述压力室中的孔隙水排水管以及与第一阀门连接的孔隙水压力量测管，其中孔隙水排水管的一端与试样底座连接，另一端通过连接底圈的孔隙水压力量测孔与孔隙水压力量测管连接，孔隙水压力量测管通过第一阀门与原试验仪器的孔隙水压力传感器连接。

5.根据权利要求1或2或3所述的内嵌式土工三轴仪，其特征是：所述反压连接管包括与第二阀门连接的反压连接管和与反压力控制系统连接的反压力量测管，其中压力室中的反压连接管的一端与试样顶帽连接，另一端通过连接底圈的反压连接孔与连接阀门连接，反压力量测管的一端与连接阀门的外侧接头连接，另一端与原试验仪器的反压力控制系统相连接。

6.根据权利要求1或2或3所述的内嵌式土工三轴仪，其特征是：所述压力室顶盖包括内嵌式压力室中心顶盖以及可控制所述内嵌式压力室中心顶盖打开的中心顶盖控制系统。

7.根据权利要求4所述的内嵌式土工三轴仪，其特征是：所述第一阀门包括连接阀门内侧接头和连接阀门外侧接头，其中连接第一阀门的两端接头分别独立控制第一阀门与连接管线以及压力控制系统的连通。

8.根据权利要求1或2或3所述的内嵌式土工三轴仪，其特征是：所述试样底座具有向下的凸出部，所述试样底座配置有处于压力罩内且与试样底座形状匹配的升降座，升降座与所述升降主轴连接，对接时所述凸出部卡入升降座的凹槽内，所述试样底座带有的导管均配置有插接端，插接端处呈圆锥面分布，圆锥面上带有橡胶密封圈，所述升降座上带有与插接端匹配的接插端，连接试样底座的导管均为具有延展性的弹性导管。

9.一种权利要求1或2或3所述的内嵌式土工三轴仪的试验操作方法，其特征是：包括以下步骤：

A、在内嵌式土工三轴仪的压力室内安装试样，安装试样顶帽，在压力室内充水，打开周围压力控制系统，通过周围压力连接管在所述压力室内对试样施加围压，打开反压力控制系统对试样施加反压，使试样在该压力室中进行饱和、固结过程，通过孔隙水压力和体积变化检测试样饱和、固结是否完成；

B、待试样达到饱和状态并固结完成后，关闭第一阀门、第二阀门和第三阀门，关闭反压力控制系统，关闭周围压力控制系统；断开与第二阀门902连接的反压量测管，断开与第三阀门903连接的周围压力连接管8；

C、将装有已饱和固结完成的所述试样的所述压力室与试验仪器的升降主轴相连接，连接时所述试样底座与试验仪器的升降主轴螺纹连接，向底座一侧的径向螺孔内拧入定位螺钉，使定位螺钉嵌入升降主轴表面轴向凹槽中；打开压力室顶盖上的的中心顶盖，使固定于顶盖下侧的顶头对准所述中心顶盖打开后形成的中心通孔；

D、使用孔隙水压力量测管连接内嵌式三轴仪压力室的连接阀门与孔隙水压力传感器，其一端与连接阀门的外侧接头连接，另一端与孔隙水压力量测孔连接；使用反压力量测管连接内嵌式三轴仪压力室与反压力控制系统，其一端与连接阀门的外侧接头连接，另一端与反压连接孔连接；调节反压控制系统及其连接管线内的压力至与该内嵌式压力室中连接试样的管线内的压力相等；打开各连接阀门的内侧接头，使各管线连通；拉下试验仪器的压力罩，试验仪器压力室的法兰式金属连接底圈通过螺栓与试验台底座固定连接；打开周围压力控制系统，调节压力室内压力，直至原三轴仪压力室中的压力与内嵌式三轴仪压力室中的压力一致，打开连接阀门，通过周围压力连接管对内嵌式三轴仪压力室中的压力进行调节；

E启动顶升装置将整个压力室向上顶起；

F、当一个压力室在试验仪器内进行加载的同时，在另外一个压力室中进行其它土样的安装、饱和和固结试验准备过程，待上个试验完成、拆除其中的内嵌式压力室后，将在压力室中安装、饱和和固结完成的试样连同压力室放入试验仪器中进行试验；

G、收集试验数据，并对试验数据进行整理和分析。