[发明专利]一种三轴仪及三轴试验方法

说明书

本发明涉及一种三轴仪及三轴试验方法，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；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，饱和装样机构包括试样底座并通过试样底座可拆卸连接于安装座上，试样底座上设有竖直向上延伸的试样护筒；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并可脱扣；还包括驱动机构以提供两半弧护筒板背向分离的动力。本三轴仪的装样饱和过程可在压力室外进行；可减少三轴仪的占用、提高三轴剪切试验整体效率。

技术领域

本发明属于物理测试的技术领域，具体涉及一种三轴仪及三轴试验方法。

背景技术

在岩土工程领域，通过测定土的强度来测试分析土样是最重要、最核心的研究内容之一。现有的研究土强度最常用的方法是三轴剪切试验，在饱和土三轴试验中，在剪切试验之前需要对试样进行饱和；而在饱和土样（试样）的三轴剪切试验研究中，如何保证试样在饱和的过程中以及饱和之后不受扰动，再进一步实施剪切试验是试验成功的关键性问题（试样在饱和过程中以及饱和后受到扰动将影响剪切试验的测定准确性）。现有技术如CN108007787A、CN206618661U、CN103344747A也涉及对三轴剪切试验的研究。

但目前的饱和土三轴剪切试验中，为了确保饱和试样在剪切前不受扰动，都采用直接在三轴仪的压力室内饱和的方法进行试验的装样和饱和，即将强度较高的非饱和试样直接装样在三轴仪压力室内的底座上，试样外部（周向）套上橡皮膜以保持形态，试样上端盖上顶盖（也称试样顶帽），橡皮膜的上下端对应与顶盖和底座密封连接；组合好之后，在压力室内注满水，再进行水头饱和和反压饱和，试样饱和后在压力室内直接进行剪切，即压力室内带压力传感器的Z轴传力杆下压实施剪切试验并采集数据。由于松散的土样并不是刚性的，或固态的，前述在压力室内进行装样饱和的方式，不需要在装样饱和过程以及饱和之后进行设模、搬移、运输、脱模待剪等操作，也就避免了对饱和试样的扰动；这种方式减少了在压力室外装样饱和所必须的步骤，有其防扰动的优势，但是，由于饱和过程耗时太长，在三轴仪压力室内直接装样饱和试样的方法也存在以下不足：①装样饱和操作受限于三轴仪的台（套）数，造成批量饱和试样难以实现；②试样饱和过程耗时长，长时间占用三轴仪，增加了饱和土三轴试验的周期，严重制约饱和土三轴试验的效率，也造成了三轴仪的利用不充分，实施成本高；③在压力室内进行装样饱和操作较复杂，不利于试验人员的操作。

因此，如何让试样可在压力室外饱和，并可以在压力室外饱和后装样到三轴仪压力室内待剪的过程中有效防止饱和试样的扰动，成为饱和土三轴剪切试验研究的一个方向。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种三轴仪及三轴试验方法，避免目前为了防止饱和试样扰动而只能直接在三轴仪的压力室内进行装样饱和试样的问题，取得提高三轴仪使用率、提高饱和土三轴试验整体效率的效果。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

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；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水头饱和，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。