[发明专利]一种利用反力加载的便携式三轴应力应变测试装置

摘要

本发明提供了一种利用反力加载的便携式三轴应力应变测试装置，包括实验装置、传感器组、动力加载装置和伺服电机。伺服电机为实验提供轴压及围压加载动力，实现了实验装置的单动力源优化设计。由线性位移传感器、围压传感器、应力传感器构成数据采集单元，并与伺服电机构成闭环回路，以实现实验路径的自动控制。本装置能够借助实验装置内部构造如反力横梁、反力活塞等的反力作用实现轴压和围压的加载，同时通过伺服电机及传感器组实现自动控制。实验装置高度集成、操作简便、经济、便携，可有效地解决现场土样不易进行三轴应力应变实验的问题。

主权项

1.一种利用反力加载的便携式三轴应力应变测试装置，包括实验装置、传感器组、动力加载装置(9)和伺服电机(17)，其特征在于：所述实验装置包括一个矩形的反力横梁(1)、一个矩形的围压加载横梁(21)、二根刚性传动杆(10)、二根不锈钢空心筒(18)、压力室(6)和放在压力室(6)中的试样包(25)，所述反力横梁(1)、围压加载横梁(21)、压力室(6)和试样包(25)保持同心；所述压力室(6)为一圆形空心装置，上部有一个反力活塞(4)，下部有一个压力室底座(16)，即压力室(6)、反力活塞(4)和压力室底座(16)三者构成一个封闭的压力空间；反力活塞(4)中心位置有一根垂直向下的反力加载杆(12)，反力活塞(4)上在反力加载杆(12)位置的两边各设置一根垂直向上的传动杆(2)，传动杆(2)通过螺栓与反力横梁(1)连接；所述压力室底座(16)的横截面为圆形，压力室底座(16)的直径≥反力横梁(1)长边的边长；所述二根刚性传动杆(10)分别穿过二根不锈钢空心筒(18)，二根刚性传动杆(10)的上部通过螺栓与反力横梁(1)长边的两端连接，下部穿过压力室底座(16)上的通孔与围压加载横梁(21)长边的两端连接；所述动力加载装置(9)包括一个轴压加载轴(19)和一个围压加载轴(20)，轴压加载轴(19)与压力室(6)保持同心，围压加载轴(20)与轴压加载轴(19)平行，围压加载轴(20)的顶端与围压加载横梁(21)固接；所述伺服电机(17)驱动轴压加载轴(19)和围压加载轴(20)进行档位变换和竖直轴向位移；轴压加载档位时，围压加载轴(20)不发生位移，伺服电机(17)驱动轴压加载轴(19)由下而上穿过围压加载横梁(21)、压力室底座(16)上的通孔(24)进入压力室(6)，并通过反力活塞(4)的作用，对试样包(25)进行加载；围压加载时，轴压加载轴(19)不发生位移，伺服电机(17)驱动围压加载轴(20)拉动围压加载横梁(21)向下位移；所述试样包(25)包括试样(26)、二块透水石(22)、二个顶台(13)和乳胶膜(5)，二块透水石(22)分别放置在试样(26)的顶端和底端，在两块透水石(22)的另外一个面上各放置一个顶台(13)，最后乳胶膜(5)包裹在外，形成一个试样包(25)，试样包(25)被夹持在反力加载杆(12)和轴压加载轴(19)之间。