[发明专利]一种三轴仪及三轴试验方法

权利要求书

1.一种三轴仪，包括可开闭的压力室，压力室内具有可竖向移动的Z轴传力杆；其特征在于：压力室内，Z轴传力杆的下方设有安装座，安装座与Z轴传力杆之间设有饱和装样机构，所述饱和装样机构包括试样底座并通过所述试样底座可拆卸连接于安装座上以便拆卸后在压力室外进行试样的饱和，所述试样底座上设有竖直向上延伸的试样护筒以在试样护筒内形成装样空间，所述试样底座具有两个与所述装样空间连通的通水孔；所述试样护筒包括沿竖向对半分开的两个半弧护筒板，两个半弧护筒板的下端分别与试样底座可转动连接以通过转动实现两个半弧护筒板的相向扣合和背向分离；

还包括扣接机构以在扣接时保持两半弧护筒板的扣合状态，在脱扣时让两半弧护筒板可背向分离；

还包括驱动机构以提供两半弧护筒板背向分离的动力。

2.根据权利要求1所述一种三轴仪，其特征在于：所述试样底座包括竖向的大圆柱段，所述大圆柱段上凸起设有同轴的小圆柱段，试样护筒连接在所述大圆柱段上且套住所述小圆柱段以便将小圆柱段的上表面作为试样放置面；所述大圆柱段的侧面下部设有至少两个凸块，所有凸块在周向上等分均布，所述安装座的上表面设有与所述大圆柱段对应的凹腔，所述凹腔的内壁开设有与所述凸块对应的L形槽，所述L形槽包括竖向段和水平段，所述大圆柱段的下部插入所述凹腔且所述凸块在通过对应的L形槽的竖向段后随大圆柱段的转动而扣接到水平段内以实现可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述一种三轴仪，其特征在于：所述竖向段的周向宽度大于凸块的周向宽度，所述水平段的上壁为朝远离竖向段方向逐渐降低的倾斜面，所述凸块随大圆柱段的转动而楔紧在水平段内。

4.根据权利要求2所述一种三轴仪，其特征在于：所述半弧护筒板的半弧形下表面的中部向下凸起设有连接支耳，所述连接支耳伸入大圆柱段的上表面对应开设的连接缺口内，穿过所述连接缺口和连接支耳设有水平转轴以实现半弧护筒板与试样底座的可转动连接。

5.根据权利要求2所述一种三轴仪，其特征在于：所述大圆柱段和小圆柱段为一体结构，所述通水孔的一端孔口开设于小圆柱段的上表面，另一端孔口开设于大圆柱段的侧面且位于安装座之上。

6.根据权利要求2所述一种三轴仪，其特征在于：所述小圆柱段的侧面与两个半弧护筒板之间分别压缩有螺旋压簧以在两半弧护筒板背向分离的过程中提供动力，所述螺旋压簧形成为所述驱动机构。

7.根据权利要求1所述一种三轴仪，其特征在于：两个半弧护筒板的半弧形上表面的中部均设有竖直向上的连接杆，所述扣接机构设在两连接杆的上端之间；所述扣接机构包括一个刚性悬臂和一个弹性悬臂，所述刚性悬臂和弹性悬臂分别连接在一个连接杆的上端，水平且相向设置，所述刚性悬臂和弹性悬臂的悬伸端上下重叠，在刚性悬臂和弹性悬臂的悬伸端的上下相对的表面上分别设有扣接凸块和与所述扣接凸块对应的扣接凹槽以通过扣接凸块落入扣接凹槽来实现扣接；所述弹性悬臂的悬伸端位于刚性悬臂的悬伸端下方，所述Z轴传力杆位于弹性悬臂的正上方以在向下移动时下压弹性悬臂并使其发生向下的弹性变形而实现脱扣。

8.根据权利要求7所述一种三轴仪，其特征在于：两连接杆的中部之间还压缩有弹性机构以在扣接机构脱扣后提供两半弧护筒板背向分离的初始动力。

9.根据权利要求1-8任一项所述一种三轴仪，其特征在于：所述半弧护筒板上设有向内伸出的凸耳。

10.一种三轴试验方法，其特征在于：本方法基于权利要求8所述的一种三轴仪而进行，包括如下步骤：

1）打开压力室；

2）从安装座上取下饱和装样机构；

3）在压力室外进行装样和水头饱和；装样包括使两个半弧护筒板背向分离而打开，在小圆柱段上放置试样，试样上再放置试样顶帽；使两个半弧护筒板相向扣合并通过扣接机构保持扣合状态，试样和试样顶帽位于装样空间内；水头饱和包括从试样底座的通水孔持续通入水以进行试样的水头饱和；

4）将饱和装样机构整体装样到压力室中，连接到安装座上；

5）封闭压力室，压力室内注水并施加围压；

6）压力室内的Z轴传力杆下移，接触到弹性悬臂，继续下移使弹性悬臂发生向下的弹性变形，扣接凸块脱出扣接凹槽实现脱扣，在弹性机构和驱动机构的作用下，两个半弧护筒板背向分离，Z轴传力杆继续下移与试样顶帽接触；

7）继续实施后续剪切试验。