[实用新型]微型CT扫描三轴试验机

说明书

本实用新型公开了一种微型CT扫描三轴试验机，涉及用机械应力测试固体材料的强度特性的装置。其包括底座、设置在底座上的中空压力室、试样固定系统、轴向压力控制系统和围压控制系统，底座内设有中空的与压力室连通的液压室；轴向压力控制系统由滚动隔膜、活塞杆、轴压进水出水口、轴压排气口和轴压液压室组成；围压控制系统由围压进水出水口、围压排气孔和围压液压室组成；试样固定系统由设置在压力室内的试样帽和试样底座组成。本实用新型采用单个双面耐压滚动隔膜，降低了活塞杆长度，缩小了压力室体积，从而使三轴试验机的整体高度降低，CT扫描时更方便灵活；同时设置围压排气口，使压力室内的水得以顺利从液压室内排出。

技术领域

本实用新型涉及一种用机械应力测试固体材料的强度特性的装置。

背景技术

三轴仪是一种常用的模拟地层应力状态的土工测试仪器。经过多年的应用，目前三轴试验机正由单一功能向多功能方向发展。由于分形和断裂力学的研究需要，带有CT扫描功能的三轴试验机已经成为多功能三轴试验机发展的重大突破之一。

CT扫描三轴试验机可以实现轴压力和围压力的施加，同时还具有幅频控制功能。常规三轴试验机和真三轴试验机，试验过程中只能获得试样的外部受力和变形情况，而不能获取样品内部结构的变化情况。CT扫描三轴试验机通过试验过程中对试样的实时扫描，详细记录试样内部结构的变化情况。

CT扫描三轴试验机已经实现了沿轴向直线移动、断层扫描功能。目前对CT扫描三轴试验机的发展需求主要集中在绕轴线旋转、沿轴向直线移动、纵向断层扫描功能三个方面，目标是在试验过程中对试件内部结构的局部变化、细微变化及变化趋势，掌握试件在不同受力条件下的性状。为岩石断裂力学微观研究、分形研究和工程应用研究提供可靠的科学依据。

但是现有的CT扫描三轴试验机大多体积较大，如中国专利CN 2924518Y公开了一种全方位扫描岩土CT三轴仪，虽然可以与CT仪配合对试样进行全方位的CT扫描，但是由于其液压千斤顶及多级密封结构的设计，使之只能水平放置在操作台上，而且液压千斤顶的体积庞大，因此虽然选择了非金属材料，但仅横向断面的拍摄比较方便，但纵断面的拍摄就比较困难。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种体积小巧，操作方便的微型CT扫描三轴试验机。所述技术方案如下：

一种微型CT扫描三轴试验机，包括底座、设置在底座上的中空压力室、试样固定系统、轴向压力控制系统和围压控制系统，其特征在于

底座内设有中空的与压力室连通的液压室；

轴向压力控制系统由滚动隔膜、活塞杆、轴压进水出水口、轴压排气口和轴压液压室组成；滚动隔膜和活塞杆均设置在液压室内，滚动隔膜穿过活塞杆并与之密封固定相连，并将液压室分隔成上下两个独立密封的围压液压室和轴压液压室；轴压进水出水口、轴压排气口均设置在液压室侧壁并使轴压液压室与外界连通；

围压控制系统由围压进水出水口、围压排气孔和围压液压室组成，围压液压室与压力室连通，围压进水出水口设置在围压液压室的侧壁上，围压排气孔设置在压力室顶部使之与外界连通；

试样固定系统由设置在上压力室内的试样帽和试样底座组成，其中试样帽与压力室顶部相连，试样底座设置在活塞杆的顶部，由活塞杆带动试样底座上下移动。

其中，所述的滚动隔膜优选与液压室内壁密封地滑动连接，从而将液压室分隔成上下两个独立密封的围压液压室和轴压液压室。

在一个优选的实施例中，本实用新型的微型CT扫描三轴试验机还包括反压控制系统，反压控制系统由通试样顶帽水管和通试样底座水管组成；通试样顶帽水管穿过试样顶帽内部到达其下表面，通试样底座水管穿过试样底座内部到达其上表面；通试样顶帽水管的出口和通试样底座水管的出口均在压力室的轴向中心线上。

其中所述的轴向压力控制系统、围压控制系统和反压控制系统均优选地与压力体积控制器相连。