一種低溫動三軸儀的製作方法
2024-02-07 10:02:15
一種低溫動三軸儀的製作方法
【專利摘要】本發明涉及土木工程領域，尤其涉及一種低溫動三軸儀，底盤側面分別設有圍壓直接接口和孔隙水壓力測壓接口，下盤座側面分別設有下盤冷浴循環入口和下盤冷浴循環出口，下盤座上方設有內部軸室，內部軸室頂部設有上盤帽，內部軸室外圍設有外部軸室，外部軸室外圍設有冷浴循環室，冷浴循環室側面分別設有周圍冷浴循環入口和周圍冷浴循環出口，貫穿外部軸室、冷浴循環室和上盤帽兩側分別設有上盤冷浴循環入口和上盤冷浴循環出口，上盤帽上方設有活塞，活塞通過球頭螺釘固定，活塞外圍設有壓力室上蓋，本發明具有如下優勢：控制土樣頂端和底部溫度，模擬土樣凍結過程；保持土樣的凍融狀態；監控土樣的不同部位的溫度；測量土樣的變形和強度。
【專利說明】一種低溫動三軸儀
【技術領域】
[0001]本發明涉及土木領域，尤其涉及一種低溫動三軸儀。
【背景技術】
[0002]近年來我國大量高速公路的興建及現有道路的擴能改造，交通量與動載荷的強度和頻率大幅度提高，對於路基變形穩定性方面的要求也越來越高，動載荷作用下土凍結作用引起的變形及隨後融化時路基強度的弱化作用必須給予更大的關注。深入研究公路、特別是高速公路車輛動載荷對路基凍脹變形及隨後翻漿冒泥的影響，研究路基填料的防凍害新標準，研究寒冷地區公路路基動荷載條件下的建養技術，研究用於能夠調控路基水熱狀態及變形的新材料、新結構等，將具有非常重要的意義。
[0003]現有的動三軸儀通常只能對常溫土樣進行試驗，在進行凍土測試的時候，主要存在以下不足:
[0004]( 1)不能調整和設置溫度，不能控制土樣保持恆溫凍結狀態；
[0005](2)不能模擬土樣自然凍結的過程。土樣凍結過程對土樣的結構，力學行為有至關重要的影響。因此模擬自然條件下的土樣凍結過程(上部冷卻，土樣頂端和底部存在溫度梯度)是非常重要的。現有動三軸儀無法實現這一點。
[0006]因此現有的動三軸儀不能滿足動荷載條件下凍土行為模擬的需要，無法模擬土樣的凍結過程，保持土樣的狀態，無法對凍土的動力學參數進行有效的測試，有必要針對凍土特點開發凍土動三軸儀。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在於避免上述現有技術中的不足之處而提供了一種低溫動三軸儀，本發明採取了如下技術方案:包括底盤及底盤上設有的下盤座，底盤側面分別設有圍壓直接接口和孔隙水壓力測壓接口，下盤座側面分別設有下盤冷浴循環入口和下盤冷浴循環出口，下盤座上方設有內部軸室，內部軸室底部設有透水石，透水石上方設有土樣，內部軸室頂部設有上盤帽，上盤帽與下盤座分別設有接頭並通過膠管連接，內部軸室外圍設有外部軸室，外部軸室外圍設有冷浴循環室，冷浴循環室外圍設有拉杆，冷浴循環室側面分別設有周圍冷浴循環入口和周圍冷浴循環出口，貫穿外部軸室、冷浴循環室和上盤帽兩側分別設有上盤冷浴循環入口和上盤冷浴循環出口，上盤帽上方設有活塞，活塞通過球頭螺釘固定，活塞外圍設有壓力室上蓋。
[0008]相對於現有技術，本發明具有如下優勢:
[0009](1)可以分別控制土樣頂端，底部溫度，能夠模擬溫度梯度條件下土樣凍結過程。
[0010](2)可以控制軸室溫度，保持土樣的凍融狀態。
[0011]( 3 )可以監控土樣的不同部位的溫度，掌握土樣的溫度狀態變化。
[0012](4)實現動荷載的模擬，測量土樣的變形和強度行為。【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明剖面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]當結合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更完整更好地理解本發明以及容易得知其中許多伴隨的優點，但此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本發明的一部分。
[0015]為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0016]實施例:如圖1所示，包括底盤1、圍壓直接接口 2、下盤冷浴循環入口 3、周圍冷浴循環入口 4、透水石5、土樣6、外部軸室7、冷浴循環室8、拉杆9、上盤冷浴循環入口 10、壓力室上蓋11、上盤帽12、球頭螺釘13、活塞14、接頭15、上盤冷浴循環出口 16、膠管17、周圍冷浴循環出口 18、下盤座19、下盤冷浴循環出口 20、孔隙水壓力測壓接口 21、內部軸室22，底盤1側面分別裝有圍壓直接接口 2和孔隙水壓力測壓接口 21，下盤座19側面分別設有下盤冷浴循環入口 3和下盤冷浴循環出口 20，下盤座19上方設有內部軸室22，內部軸室22底部設有透水石5,透水石5上方設有土樣6,內部軸室22頂部設有上盤帽12,上盤帽12與下盤座19分別設有接頭15並通過膠管17連接，內部軸室22外圍設有外部軸室7，外部軸室7外圍設有冷浴循環室8，冷浴循環室8外圍設有拉杆9，冷浴循環室8側面分別設有周圍冷浴循環入口 4和周圍冷浴循環出口 18，貫穿外部軸室7、冷浴循環室8和上盤帽12兩側分別設有上盤冷浴循環入口 10和上盤冷浴循環出口 16，上盤帽12上方設有活塞14，活塞14通過球頭螺釘13固定，活塞14外圍設有壓力室上蓋11，上盤冷浴循環入口 10和下盤冷浴循環出口 20、周圍冷浴循環入口 4和周圍冷浴循環出口 18、下盤冷浴循環入口 3和下盤冷浴循環出口 20分比形成冷凍循環系統，可以分別設置目標溫度，實現溫度梯度和模擬實際凍土環境。內部軸室22放置有溫度探頭，可以實時測量土樣溫度。
[0017]按照規範描述的標準製備試樣的方法，製作擾動土土樣模型。試樣的安裝，應按照下列步驟:
[0018]步驟1)在內部軸室22的底座上，依次放上透水石5、土樣6及不透水試樣帽，將橡皮膜用承膜桶套在土樣6外，並用橡皮圈將橡皮膜兩端與底座及不透水試樣帽分別紮緊。
[0019]步驟2)將內部軸室22頂頭活塞13提高，放下上盤帽12，將活塞13對準試樣中心，並均勻的擰緊底盤1連接螺絲。向內部軸室22內注滿冷凍液，待內部軸室22頂部排氣(水)孔有水溢出，擰緊排氣(水)孔。根據實驗方案，向冷浴液注入冷浴循環室內，設定冷浴機目標溫度，並循環24小時，穩定土樣6溫度。
[0020]步驟3)打開計算機及控制軟體，根據實驗方案，設定內部軸室22內的圍壓大小和動荷載加載參數，進行試驗。
[0021]步驟4)當達到既定的破壞標準時，停止實驗，將內部軸室22和冷浴循環室8中的冷凍液回流到水箱中，關閉油泵，關閉軟體，將數據拷出，將試樣拆除，實驗結束。
[0022]以上對本發明所提供的一種低溫動三軸儀進行詳細介紹，本文中應用了具體實施例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在【具體實施方式】及應用範圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
【權利要求】
1.一種低溫動三軸儀，其特徵在於:包括底盤及底盤上設有的下盤座，底盤側面分別設有圍壓直接接口和孔隙水壓力測壓接口，下盤座側面分別設有下盤冷浴循環入口和下盤冷浴循環出口，下盤座上方設有內部軸室，內部軸室底部設有透水石，透水石上方設有土樣，內部軸室頂部設有上盤帽，上盤帽與下盤座分別設有接頭並通過膠管連接，內部軸室外圍設有外部軸室，外部軸室外圍設有冷浴循環室，冷浴循環室外圍設有拉杆，冷浴循環室側面分別設有周圍冷浴循環入口和周圍冷浴循環出口，貫穿外部軸室、冷浴循環室和上盤帽兩側分別設有上盤冷浴循環入口和上盤冷浴循環出口，上盤帽上方設有活塞，活塞通過球頭螺釘固定，活塞外圍設有壓力室上蓋。
【文檔編號】G01N3/18GK103728185SQ201310753211
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月31日 優先權日:2013年12月31日
【發明者】劉建坤, 李旭, 田亞護, 沈宇鵬, 崔穎輝, 劉景宇, 王鵬程, 呂鵬 申請人:北京交通大學