[发明专利]一种便携式三轴仪及三轴试验方法

说明书

本发明公开了一种便携式三轴仪及三轴试验方法，所述便携式三轴仪包括，试验砂装样机构，用于放置试验用的试验砂；试验砂护筒，其可拆卸的固定于试验砂装样机构外周；抽真空机构，其包括真空泵、真空表和导气管；所述试验砂装样机构和所述真空泵形成一个抽气通路；所述真空表连接于真空泵和试验砂装样机构之间；通过以上方案的实施，通过抽真空机构形成负压，此时外部大气压给试验砂施加了一个与负压大小相等的围压，巧妙借助大气压施加围压的方式操作更简便；通过抽真空机构而不再使用水压进行围压的施加，使得三轴仪体积变小，更方便教师携带。

技术领域

本发明属于物理测试的技术领域，具体涉及一种便携式三轴仪及三轴试验方法。

背景技术

土力学是一门研究土体的强度、变形和渗流的一门学科，而三轴压缩试验是测量土体强度和变形的关键试验之一。

传统的三轴压缩试验采用三轴仪进行，三轴仪由压力室、轴向加荷系统、施加周围压力系统和孔隙水压力量测系统组成；该试验装置的工作原理是：将切好的圆柱体试样套在橡胶薄膜内，并放入密闭的压力室中，向压力室内压入液体，使试样受到周围压力，保持围压在试验过程中不变，这时试件各向的三个主应力都相等，因此试件内没有剪应力；然后在压力室上端的传力杆上施加垂直压力，这样竖向主应力就大于水平向主应力，当水平向主应力不变而竖向主应力逐渐增大时，试件不断受剪直至剪切破坏。

传统的土力学实验中三轴仪设备体积大，价格昂贵，操作步骤多，易损坏，学生试验操作非常困难，基于传统三轴仪的实验教学很难开展。因此迫切需要研发出一种操作简单、质量轻便、易于携带至课堂的小型化三轴仪，供教师在课堂教学中使用。

发明内容

为解决以上问题，本发明提出了一种便携式三轴仪及三轴试验方法，使用抽真空机构在试样内部形成负压，利用外部大气压给试验施加一个与内部负压大小相等的围压，从而使得仪器更便携，操作更简单。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种便携式三轴仪，进一步的，包括，

试验砂装样机构，用于放置试验用的试验砂，其包括橡皮膜、底座和顶盖，其中橡皮膜与底座和顶座分别密封连接，形成一个容器，试验砂装入由橡皮膜、底座和顶盖构成的容器中；

试验砂护筒，其可拆卸的固定于试验砂装样机构外周；

抽真空机构，其包括真空泵、真空表和导气管；其中，所述真空泵通过导气管分别与所述底座和所述顶盖连接，所述导气管插入所述底座和所述顶盖；所述试验砂装样机构和所述真空泵形成一个抽气通路；所述真空表连接于真空泵和试验砂装样机构之间。

进一步的，所述试验砂护筒沿竖直方向平均分开的两个圆弧形的护筒板；所述两个护筒板相互扣合围装至试验砂装样机构外周后，使用护筒箍紧固。

进一步的，所述顶盖和底座中开设有L形气道，所述L形气道的第一孔口开设于顶盖和底座位于橡皮膜内的表面的中央，第二孔口开设于顶盖和底座的侧面；所述第二孔口与导气管连接。

进一步的，所述第一孔口表面安装有滤网。

进一步的，所述护筒板底部开设拱门形缺口，位于底座的第二孔口处，其直径大于第二孔口的直径。

进一步的，所述橡皮膜与底座和顶盖分别通过橡皮圈固定，所述橡皮圈的直径小于所述底座和所述顶盖的直径。

进一步的，所述试验砂护筒的内表面有内凹槽，所述内凹槽宽度大于所述橡皮圈的宽度。

一种三轴试验方法，进一步的，本方法基于权利要求1-7中任一权利要求所述的一种便携式三轴仪而进行，包括如下步骤：

S10、将底座的L形气道的第二孔口与导气管通过连接，将橡皮膜固定在底座上；

S20、将试验砂护筒的两个护筒板对扣拼接并由护筒箍紧固，将其外罩在橡皮膜和底座外侧；