[其他]岩土三轴试验围压力、反压力装置

说明书

本实用新型是一种岩土三轴试验围压力、反压力装置，特别是围压力稳定、反压力自动跟踪围压力的装置，属于土工三轴仪中应用液压加压的装置。

对岩土试样进行三轴试验，先要对试样进行反压力饱和，在这个过程中，要求反压力始终小于围压力。然后，在对试样施加试验所需的围压力时，要求围压力、反压力保持稳定。目前三轴仪中常用的加压装置有：水银加压、空气调压阀加压、油压泵加压、电动调压筒－压力传感器电路控制加压等。水银加压装置产生压力低，常发生试验人员汞中毒。空气调压阀装置耗气大，空气压缩机工作噪声大，国内研制的高压力空气调压阀装置，最大压力2.5MPa（1MPa≈10公斤力／（厘米）²），在使用中发现，如果装置的出口压力高于试验所需压力，则不能将其调回到试验压力，因此不适用于三轴试验。油压泵装置虽然产生压力高且可调，但构造复杂，输出压力有抖动现象。英国GEOSESTEM公司生产的与三轴仪主机配套的电动调压筒——压力传感器电路控制加压装置，由于压力传感器受温度影响很大，输出压力的稳定性仍不理想。还需要说明一点，对试样进行反压力饱和时，要求反压力跟踪围压力，如果采用微机系统控制，可以实现这一点，但是这样的装置构造很复杂，造价很高。

本实用新型的任务是给出一种应用液压加压、不采用微机控制、构造比较简单的三轴试验围压力、反压力装置，根据试验需要，围压力足够高并且可作大幅度调整，在对试样进行反压力饱和过程中，反压力能自动跟踪围压力、始终小于围压力一个固定值，当需要施加一定的围压力时，围压力、反压力均能保持稳定。

本实用新型的关键在于选取理想的压力源、调压装置和实现反压力自动跟踪的装置。

本实用新型由压力室、油水交换器、围压力系统和反压力系统组成，压力系统除包括压力源和调压装置外，还包括控制电路、油压输出管路、阀门等，所产生的围压力和反压力经过各自的油水交换器，将油压转换为水压，作用于压力室内的试样，其特征是围压力系统以砝码压力计作为压力源，以电动调压筒调节压力，反压力系统包括电动调压筒和压力传感器，在围压力、反压力两系统的油压输出管路之间连接一个压差传感器，经过相应的电路控制，实现反压力自动跟踪围压力。

下面参照附图并结合一个实施例对本实用新型进行详细描述。

图1为本实用新型构成示意图。

图2为围压力系统电路框图。

图3为反压力系统及反压力自动跟踪围压力电路框图。

如图1所示，围压力系统包括砝码压力计（26）和电动调压筒（27），反压力系统包括电动调压筒（31）和压力传感器（24）。砝码压力计（26）和电动调压筒（27）之间油压管路（通过阀门）是连通的，电动调压筒（31）和压力传感器（24）之间油压管路（通过阀门）也是连通的。产生的围压力由油压管路经油水交换器（28）进入压力室（30），作用在包裹岩土试样（20）的乳胶膜（21）上，而反压力则由油压管路经油水交换器（29）进入压力室，作用在岩土试样内。设置了三个标准压力表（12、13、14）来测试实际施加的围压力、反压力值。表（13）与表（14）量程相同，表（12）量程大。

下面描述围压力系统的具体设计。在砝码压力计的砝码框架（7）上挂砝码（8），就产生一定的围压力。砝码压力计活塞（5）上连接一触杆（2），触杆随活塞升降分别与上、中、下三只微动开关（1）碰触，通过继电器控制电动调压筒（27）的驱动电机（11）正、反运转或停止，得到稳定的围压力。围压力系统微动开关闭环控制电路框图如图2所示。为了减小围压力的误差，采取以下三个措施：a、由电机（4）通过圆柱直齿轮付（3）带动砝码压力计活塞（5）以一定速度（例如20～30转／分钟）旋转，使活塞与活塞套（6）之间为动摩擦。整个试验过程中，电机（4）一直运转，以减小活塞运动的摩擦力。b、选用碰触力小于20克的微动开关（1）。c、设置平衡块（9），用以克服活塞（5）和砝码框架（7）的自重，使围压力起始值为零。