通过气缸施压来封闭试样的刚柔组合滑动真三轴加载装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种通过气缸施压来封闭试样的刚柔组合滑动真三轴加载装置，包括：刚性滑动加载板，四个方向的刚性滑动加载板彼此搭接而成，围成一个矩形中央容置空间；加载活塞，用于对刚性滑动加载板施加载荷，可沿水平方向和垂直方向彼此相对滑动；橡胶薄膜将岩土样本和刚性滑动加载板包裹住；刚性滑动加载板和加载活塞之间通过滑动块实现两者的滑动连接；螺纹密封器，用于密封橡胶薄膜；气缸密封器，通过气缸施压使气缸密封器挤紧其与刚性滑动加载板之间的缝隙；从而将刚性滑动加载板和岩土样本整个封闭在容置空间中。本实用新型专利技术避免了由于手动密封而出现的漏气现象，并且通过控制气缸压力的大小可实现密封器的紧闭与卸载，方便试验仪器与岩土样本的拆卸。

【技术实现步骤摘要】
通过气缸施压来封闭试样的刚柔组合滑动真三轴加载装置
本技术涉及岩土力学中加载装置，用于在试验时施加荷载，并测试岩土样本在三维应力作用下的应力-应变强度特性，具体地，涉及一种用螺纹密封器与气缸密封器来封闭橡胶薄膜的刚柔复合真三轴加载装置。
技术介绍
岩土工程中常常遇到三维分析问题。真三轴仪的设计及试验研究一直是一个活跃并且具有挑战性的研究领域。对岩土的应力-应变强度特性的测量一般采用真三轴系统。真三轴测试意味着立方体形的岩土样本在三个方向(或三个轴向)受到均匀的压力(或应变)。真三轴测试对于测量岩土在三个主要方向的载荷作用下的应力-应变性能有重要意义。现有的真三轴试验的加载装置可以分为以下3种类型：(1)刚性加载方式；(2)柔性加载方式；(3)混合边界加载方式。目前使用最广泛的是混合边界加载方式，它解决了纯刚性和纯柔性加载中的很多局限性，但是这种系统也存在着一些缺陷，比如边角处容易产生干涉、如果钢板之间存在缝隙还有可能有土体挤出、应力和应变同样分布不均匀。除了上述的这些问题之外，现存的加载系统中用于密封试样的柔性橡胶薄膜是没有包裹住加载板的，加载板不是直接作用的岩土样本上，这样无法直接测得土孔中的水压；且将柔性橡胶薄膜包裹住加载板，需要解决两者的密封性，如何密封效果不好的话，则会出现漏水漏气的现象，使得无法准确的测得试样中的孔隙水压的变化，也无法准确的测得试样体积的变化。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本技术的目的是提供一种通过气缸施压来封闭试样的刚柔组合滑动真三轴加载装置。>根据本技术提供一种通过气缸施压来封闭试样的刚柔组合滑动真三轴加载装置，包括：四个刚性滑动加载板，四个所述刚性滑动加载板沿上、下、左和右四个方向彼此搭接围成一个矩形容置空间，所述矩形容置空间用于容纳待测试的岩土样本；柔性橡胶薄膜，通过所述柔性橡胶薄膜将所述岩土样本和四个所述刚性滑动加载板包裹住；四个加载活塞，四个所述加载活塞分别作用于四个所述刚性滑动加载板上，用于对所述刚性滑动加载板施加载荷；四个滑动块，四个所述滑动块分别设置于四个所述刚性滑动加载板和四个所述加载活塞之间，用于实现所述刚性滑动加载板和所述加载活塞之间的滑动连接；四个连接件，四个所述连接件分别设置于四个所述滑动块与四个所述刚性滑动加载板之间，所述连接件的一端与所述滑动块固接，另一端与所述刚性滑动加载板固接，用于对所述刚性滑动加载板传递荷载；气缸密封器和三个螺纹密封器，其中所述气缸密封器设置于所述连接件上，该连接件位于上方的所述刚性滑动加载板上，所述气缸密封器连接气缸，通过所述气缸施压，使所述气缸密封器挤紧其与所述刚性滑动加载板之间的缝隙；三个所述螺纹密封器分别设置于分别位于左、右、下三个方向的所述刚性滑动加载板的所述连接件上，起到密封所述柔性橡胶薄膜的作用，使所述刚性滑动加载板与所述岩土样本整个封闭在所述柔性橡胶薄膜中。优选地，还包括：四个应力传感器，用于感测加载装置作用在所述岩土样本上的载荷大小；四个位移传感器，用于感测载荷作用下所述岩土样本的应变。优选地，所述柔性橡胶薄膜的横截面呈矩形；所述岩土样本和四个所述刚性滑动加载板封装在所述柔性橡胶薄膜中形成为立方体形；所述柔性橡胶薄膜上分别设有四个开口，用于穿接所述连接件，通过所述螺纹密封器、所述气缸密封器封闭所述柔性橡胶薄膜的所述开口，使所述刚性滑动加载板和所述岩土样本整个封闭在所述柔性橡胶薄膜中。优选地，分别位于所述左、右、下三个方向的所述刚性滑动加载板的所述连接件上设有螺纹，所述螺纹位于靠近所述刚性滑动加载板的一端；所述螺纹密封器为环形；所述螺纹密封器套接于所述连接件上，所述螺纹密封器可沿着所述螺纹在所述连接件上下移动，通过扭紧所述螺纹密封器，可将所述柔性橡胶薄膜的所述开口封闭。优选地，所述气缸密封器为环形；所述气缸密封器套接于位于上方的所述连接件上，所述气缸密封器可沿所述连接件上下滑动，通过所述气缸施压封闭所述柔性橡胶薄膜的所述开口。优选地，分别位于上、下方向的两个所述刚性滑动加载板上分别设有渗水孔，所述岩土样本中的水通过所述渗水孔流入所述连接件内。优选地，分别位于上、下两个方向的所述刚性滑动加载板的所述连接件上设有导孔，所述导孔连接塑料软管，用于排出所述连接件内的水；所述塑料软管的一端与所述导孔连接，另一端与外部连接，用于将所述导孔内的水排到外部。优选地，所述加载活塞通过电机系统驱动。与现有技术相比，本技术具有如下至少一种的有益效果：本技术上述装置，通过气缸密封器来实现柔性橡胶薄膜的密封，避免了由于手动密封而出现的漏气的现象；同时，采用气缸密封器可避免采用手动密封产生的摩擦力造成柔性橡胶薄膜损坏；并且通过控制气缸压力的大小还可以实现密封器的紧闭与卸载，方便进行试验仪器与岩土样本的拆卸，在实验结束之后，拆除试样的过程中，气缸密封器的拆卸更加简单，只要卸掉气缸上的压力就能拆卸下来。上述装置中采用气缸密封和螺纹密封器相结合的密封方式，在实验过程中不但可以起到良好的密封效果，同时又便于实验操作。本技术上述装置，由于使用了刚性滑动板和柔性薄膜来加载应力，从而克服了只用刚性板和只用柔性薄膜加载的缺陷。另外，通过在该加载活塞和该刚性滑动加载板之间设置滑动块，可以使得加载活塞一直位于变形后的中央容置空间的中央位置，可以保证将载荷施加在岩土样本的中央位置，确保了岩土样本内部应力的均匀分布。同时，本技术的滑动加载装置中，柔性橡胶薄膜将刚性滑动加载板和岩土样本整个封闭在其容置空间中，通过扭紧紧固件上的螺丝来进行密封，通过改变柔性橡胶薄膜的位置实现全面应力路径试验。一般复合真三轴仪的柔性橡胶薄膜只能包裹住待测试岩土样本，刚性加载板设置在柔性橡胶薄膜外，水平方向刚性滑动加载板施加在岩土样本上的应力等于压力室水压与刚性加载板压力之和，不能小于围压室中水压，因此无法进行0～360度的任意Lode角试验。而本技术中创新性的将柔性橡胶薄膜设计与刚性滑动加载板之外，通过与刚性滑动加载板相连的加载活塞施加荷载，可以直接测得孔隙水压，并且可实现剪切时岩土样本在该方向上所受压力小于围压室内水压，可以进行0～360度的任意Lode角试验。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本技术一优选实施例的真三轴加载装置的结构原理的垂直剖面图；图2a为本技术一优选实施例的显示该螺纹密封器加载装置的正视图；图2b为本技术一优选实施例的显示该螺纹密封器加载装置的侧视图；图2c为本技术一优选实施例的显示该螺纹密封器加载装置的俯视图；图3a为本技术一优选实施例的显示该真三轴带气缸密封器加载装置的正视图；图3b为本技术一优选实施例的显示该真三轴带气缸密封器加载装置的侧视图；图3c为本技术一优选实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过气缸施压来封闭试样的刚柔组合滑动真三轴加载装置，其特征在于：包括：/n四个刚性滑动加载板，四个所述刚性滑动加载板沿上、下、左和右四个方向彼此搭接围成一个矩形容置空间，所述矩形容置空间用于容纳待测试的岩土样本；/n柔性橡胶薄膜，通过所述柔性橡胶薄膜将所述岩土样本和四个所述刚性滑动加载板包裹住；/n四个加载活塞，四个所述加载活塞分别作用于四个所述刚性滑动加载板上，用于对所述刚性滑动加载板施加载荷；/n四个滑动块，四个所述滑动块分别设置于四个所述刚性滑动加载板和四个所述加载活塞之间，用于实现所述刚性滑动加载板和所述加载活塞之间的滑动连接；/n四个连接件，四个所述连接件分别设置于四个所述滑动块与四个所述刚性滑动加载板之间，所述连接件的一端与所述滑动块固接，另一端与所述刚性滑动加载板固接，用于对所述刚性滑动加载板传递荷载；/n气缸密封器和三个螺纹密封器，其中所述气缸密封器设置于所述连接件上，该连接件位于上方的所述刚性滑动加载板上，所述气缸密封器连接气缸，通过所述气缸施压，使所述气缸密封器挤紧其与所述刚性滑动加载板之间的缝隙；三个所述螺纹密封器分别设置于分别位于左、右、下三个方向的所述刚性滑动加载板的所述连接件上，起到密封所述柔性橡胶薄膜的作用，使所述刚性滑动加载板与所述岩土样本整个封闭在所述柔性橡胶薄膜中。/n...

【技术特征摘要】
1.一种通过气缸施压来封闭试样的刚柔组合滑动真三轴加载装置，其特征在于：包括：
四个刚性滑动加载板，四个所述刚性滑动加载板沿上、下、左和右四个方向彼此搭接围成一个矩形容置空间，所述矩形容置空间用于容纳待测试的岩土样本；
柔性橡胶薄膜，通过所述柔性橡胶薄膜将所述岩土样本和四个所述刚性滑动加载板包裹住；
四个加载活塞，四个所述加载活塞分别作用于四个所述刚性滑动加载板上，用于对所述刚性滑动加载板施加载荷；
四个滑动块，四个所述滑动块分别设置于四个所述刚性滑动加载板和四个所述加载活塞之间，用于实现所述刚性滑动加载板和所述加载活塞之间的滑动连接；
四个连接件，四个所述连接件分别设置于四个所述滑动块与四个所述刚性滑动加载板之间，所述连接件的一端与所述滑动块固接，另一端与所述刚性滑动加载板固接，用于对所述刚性滑动加载板传递荷载；
气缸密封器和三个螺纹密封器，其中所述气缸密封器设置于所述连接件上，该连接件位于上方的所述刚性滑动加载板上，所述气缸密封器连接气缸，通过所述气缸施压，使所述气缸密封器挤紧其与所述刚性滑动加载板之间的缝隙；三个所述螺纹密封器分别设置于分别位于左、右、下三个方向的所述刚性滑动加载板的所述连接件上，起到密封所述柔性橡胶薄膜的作用，使所述刚性滑动加载板与所述岩土样本整个封闭在所述柔性橡胶薄膜中。


2.根据权利要求1所述的一种通过气缸施压来封闭试样的刚柔组合滑动真三轴加载装置，其特征在于：还包括：
四个应力传感器，用于感测加载装置作用在所述岩土样本上的载荷大小；
四个位移传感器，用于感测载荷作用下所述岩土样本的应变。


3.根据权利要求1所述的一种通过气缸施压来封闭试样的刚柔组合滑动真三轴加载装置，其特征在于：所述柔性橡胶薄膜的横截面呈矩形；所述岩土样本和四个所述刚性滑动加载板...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢文博，叶冠林，陈锦剑，张琪，邬颢，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：新型
国别省市：上海;31