[发明专利]一种三向独立加载的新型混合边界真三轴仪

权利要求书

1.一种三向独立加载的新型混合边界真三轴仪，其特征在于，包括设置在试样大主应力σ₁方向的半刚性加载系统（1），设置在试样中主应力σ₂方向的混合型加载系统（2）和设置在小主应力σ₃方向的柔性加载系统（3）；

所述半刚性加载系统（1）包括上加载系统（105）和下支撑系统（106），所述上加载系统（105）包括第一活塞刚性加载板（101），所述第一活塞刚性加载板（101）内嵌有测力传感器（104），所述测力传感器（104）通过试样帽（107）与半刚性透水板（102）相接触；所述第一活塞刚性加载板（101）的下表面两侧设置有同步变形加载板（103），所述测力传感器（104）与所述同步变形加载板（103）互相独立；所述下支撑系统（106）包括刚性底座（108），所述刚性底座（108）沿中主应力方向的两侧设置有轴承底座（109）；所述下支撑系统（106）与所述试样之间设置有所述半刚性透水板（102）；

所述混合型加载系统（2）包括第二活塞刚性加载板（201）和半刚性压缩块（202）；

所述柔性加载系统（3）包括压力控制系统和柔性加载单元（302）；

所述半刚性压缩块（202）包括若干承载板（21），所述承载板（21）的加载端（22）设置有2个轴对称的第一凹槽（23），所述第一凹槽（23）内安装有与所述第二活塞刚性加载板（201）的加载面相接触的滚轴（24）；

所述承载板（21）的试样触土端（25）设置有翼缘（26）；

所述承载板（21）内部开中心对称的4个贯通的圆孔（27），所述圆孔（27）的上下两端均设置有同心圆卡槽（28），所述同心圆卡槽（28）与所述圆孔（27）相连通；

全部所述承载板（21）相对应的所述圆孔（27）均由刚性杆（29）相连，所述刚性杆（29）的顶端设置有内螺纹，所述内螺纹顶端活动设置有螺丝（212）；所述刚性杆（29）的底端设置有外螺纹，所述外螺纹上螺纹连接有螺母（213）；

所述承载板（21）包括顶层承载板（214）、若干中间层承载板（215）和底层承载板（216），所述顶层承载板（214）的中部设置有第二凹槽（210），所述第二凹槽（210）内放置有若干钢珠（211），所述钢珠（211）的直径大于所述第二凹槽（210）的深度，所述底层承载板（216）的底端与所述轴承底座（109）的顶面滚动式接触；

所述同心圆卡槽（28）包括用于容纳所述螺丝（212）的顶层同心圆卡槽和用于容纳弹簧的若干中间层同心圆卡槽；所述顶层同心圆卡槽的深度大于所述螺丝（212）的高度；

所述柔性加载单元（302）包括水囊框（31），所述水囊框（31）包括通过螺栓相连的外钢板（32）和内钢框（33），所述外钢板（32）和内钢框（33）之间夹有水囊袋（34），所述水囊袋（34）正对所述外钢板（32）的一侧为敞口，所述外钢板（32）中上部设置有排气孔（35），所述外钢板（32）的中心部位设置有贯通孔（313），密封法兰座（36）与所述贯通孔（313）四周外缘的所述外钢板（32）通过吊环螺丝（312）连接，位移测杆（37）的外端与位移传感器相连，所述位移测杆（37）依次穿过所述密封法兰座（36）、所述外钢板（32）后与所述水囊袋（34）内侧相接触，所述外钢板（32）上设置有水囊加压注水孔（38）；所述外钢板（32）上设置有与所述外钢板（32）的顶端一体连接的连接板（39），所述连接板（39）的左右两侧均设置有连接槽（310），螺杆（311）穿过两个所述连接板（39）相对应侧的所述连接槽（310）后将两个所述水囊框（31）固定；

所述水囊袋（34）在中主应力方向上的尺寸大于所述试样在中主应力方向的尺寸；

所述排气孔（35）上可拆卸连接有堵头螺丝；

所述密封法兰座（36）与所述外钢板（32）之间设置由密封圈连接，所述位移测杆（37）与所述水囊袋（34）接触一端为光圆的平底状，所述位移测杆（37）与所述位移传感器连接端设置有一纵向的贯通圆孔（371），弹簧件穿过所述贯通圆孔（371）后，两端分别与所述吊环螺丝（312）上的吊环相连。