專利名稱：改進(jìn)型三軸儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種改進(jìn)型三軸儀，尤其涉及一種試驗(yàn)效率高的改進(jìn)型三軸儀。
背景技術(shù)：
三軸儀是進(jìn)行剪切試驗(yàn)的設(shè)備，用于測定黏性土、粉土和砂類土等土樣的抗剪強(qiáng) 度，國家規(guī)定用三軸剪切試驗(yàn)替代直剪試驗(yàn)。傳統(tǒng)的三軸儀主要包含一軸向加壓設(shè)備、一升降臺、一個三軸壓力室、一橫梁。測 試時，將一試樣放入三軸壓力室中，升降臺向上移動，試樣受到三軸壓力室中活塞與底座所 施加壓力，產(chǎn)生形變直至破壞。由于傳統(tǒng)的三軸儀每次只能對一個試樣進(jìn)行測試，效率低下，所以三軸儀一直難 以推廣。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種可同步對多個試樣進(jìn)行測試的三軸儀， 使其可以同步測試多個試樣。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種同步測 試多個試樣的改進(jìn)型三軸儀，以提高試驗(yàn)效率。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種改進(jìn)型三軸儀，其利用現(xiàn)有應(yīng)變控制三 軸儀主機(jī)改造而成。至下而上依次設(shè)置有軸向加壓設(shè)備、升降臺、三軸壓力室平臺、反力平 臺、上橫梁；其中，所述軸向加壓設(shè)備和所述上橫梁通過支承件互相固定；所述三軸壓力室 平臺中設(shè)置有多個壓力室單元；所述反力平臺上對應(yīng)設(shè)置有數(shù)量與所述壓力室單元相等的 力傳感器。在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式中，改進(jìn)型三軸儀的壓力室單元至少包含頂蓋，用 于放置試樣的底座，及壓力筒；所述頂蓋、所述底座及所述壓力筒合圍形成一封閉空間，設(shè) 于所述頂蓋和所述底座邊緣的至少3根拉桿將所述頂蓋和所述底座壓緊，一作用于所述試 樣的活塞從所述頂蓋的外部穿設(shè)進(jìn)入所述封閉空間。較佳地，上述壓力室單元為4個，均勻地設(shè)置于所述三軸壓力室平臺中。較佳地，上述活塞從所述壓力室單元內(nèi)伸出并與所述反力平臺連接。較佳地，上述壓力室單元上設(shè)有孔壓傳感器、體變傳感器、位移傳感器，所述力傳 感器、所述孔壓傳感器、所述體變傳感器、所述位移傳感器均依次連接于一數(shù)據(jù)采集器、一 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和一數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。較佳地，上述力傳感器設(shè)置在所述活塞與所述反力平臺之間。較佳地，上述孔壓傳感器設(shè)置在所述壓力室單元的底座上。較佳地，上述體變傳感器連接有一體變管。較佳地，上述位移傳感器設(shè)在所述活塞一側(cè)，用于檢測所述活塞的位移量。在本實(shí)用新型的改進(jìn)型三軸儀中設(shè)置有多個壓力室單元，可以一次裝入多個試樣，并同時對這些試樣進(jìn)行測試。采用本實(shí)用新型的三軸儀，可免去多次測試的麻煩，并且 可節(jié)省測試的時間。另外，由于多個壓力室單元共用壓力裝置和數(shù)據(jù)處理裝置，以及充分利 用了現(xiàn)有應(yīng)變控制三軸儀中軸向加壓設(shè)備、升降臺、上橫梁等，也可充分利用空間和資源、 降低成本，推進(jìn)國家規(guī)范的執(zhí)行。

圖1是本實(shí)用新型三軸儀一具體實(shí)施例的正面視圖；圖2是圖1中A-A方向剖視圖；圖3是本實(shí)用新型三軸儀中壓力室單元的正面視圖；圖4是本實(shí)用新型三軸儀中壓力室單元的俯視圖；圖5是本實(shí)用新型三軸儀的工作原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，改進(jìn)型三軸儀至下而上依次設(shè)置有軸向加壓設(shè)備22、頂升平臺1、三 軸壓力室平臺23、反力平臺24、上橫梁25。軸向加壓設(shè)備22和上橫梁25通過支承件26互 相固定。如圖2所示，三軸壓力室平臺23中均勻地設(shè)置有4壓力室單元2。如圖3所示，每一個壓力室單元2包含頂蓋3，用于放置試樣的底座4，壓力筒5。 頂蓋3、底座4和壓力筒5合圍形成一封閉空間8。如圖3，圖4所示，頂蓋3和底座4的邊 緣由3根拉桿6壓緊，壓力筒5和頂蓋3、底座4之間均設(shè)有0型圈7，使封閉空間8保持密 封?；钊?從封閉空間8穿過頂蓋3與反力平臺24相連接。底座4上方設(shè)有試樣座10，在試樣座10上放置試樣11后，試樣11上方再裝設(shè)試 樣帽12。試樣11與底座4之間、以及試樣11與試樣帽12之間，均夾設(shè)透水石21。測試時， 活塞9直接作用在試樣帽12上，使試樣11均勻受力。試樣帽12上設(shè)有一上排水接頭13，將軟管14 一端固定在試樣帽12上，軟管14的 另一端通過另一上排水接頭15與底座4相固定。底座4上連接有下排水接頭17，下排水接頭17中設(shè)置孔壓傳感器18，用于測量下 排水接頭17內(nèi)的水壓，并將測得的壓力值傳遞給信息采集器30?；钊?上套設(shè)有活塞套19，該活塞套設(shè)有注油咀20，可注入潤滑油，增強(qiáng)活塞9的 潤滑效果?；钊?與反力平臺24之間設(shè)有力傳感器31，用于測量活塞9與反力平臺24之間 的壓力，并將測得的壓力值傳遞給信息采集器30。活塞9受頂升平臺1的推力產(chǎn)生位移，一 位移傳感器33設(shè)于活塞9的側(cè)面，檢測活塞9位移，并將測得的位移值傳遞給信息采集器 30。如圖5所示，壓力室單元2接一壓力源27，壓力源27向壓力室單元2提供周圍壓 力。排水接頭15連接一反壓體變管28，反壓體變管28同時與壓力源27相連，反壓體變管 28向試樣11提供反壓力。一體變傳感器29接在反壓體變管28上，將體變信息傳遞到信息 采集器30上。測試時，頂升平臺1受軸向加壓設(shè)備22驅(qū)動上升，推動上面的三軸壓力室平臺23 同時向上移動，活塞9頂部受到其頂部反力平臺24的限制，反作用于試樣11。試樣11在活塞9和底座4的夾壓下產(chǎn)生形變，最終破壞?？讐簜鞲衅?8、力傳感器31、體變傳感器29、 位移傳感器33將測量到的數(shù)據(jù)傳遞至信息采集器30，信息采集器30通過無線的數(shù)據(jù)傳輸 系統(tǒng)34將數(shù)據(jù)傳遞給計(jì)算機(jī)32，由計(jì)算機(jī)32計(jì)算出試樣11的抗剪強(qiáng)度。4個壓力室單元2分別連接與其單獨(dú)對應(yīng)的孔壓傳感器18、力傳感器31、體變傳感 器29、位移傳感器33。4個孔壓傳感器18、4個力傳感器31、4個體變傳感器29、4個位移傳 感器33共同連接在一臺信息采集器30上，信息采集器30將各壓力室單元2的數(shù)據(jù)傳遞給 一臺計(jì)算機(jī)32，由計(jì)算機(jī)32計(jì)算分別計(jì)算出各個試樣11的抗剪強(qiáng)度。由于三軸壓力室平臺23包括4個壓力室單元2，當(dāng)頂升平臺1升降一次，4個壓力 室單元2各完成一次測試，即同時完成了 4次測試，效率達(dá)到原來的4倍。除了壓力室單元 2需4個以外，大部分裝置，如軸向加壓設(shè)備22、頂升平臺1、反力平臺24、上橫梁25、信息采 集器30、計(jì)算機(jī)32、壓力源27均共用，可充分利用空間和資源、降低成本。以上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無 需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中 技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可 以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種改進(jìn)型三軸儀，至下而上依次設(shè)置有軸向加壓設(shè)備、升降臺、三軸壓力室平臺、反力平臺、上橫梁；其中，所述軸向加壓設(shè)備和所述上橫梁通過支承件互相固定；其特征在于所述三軸壓力室平臺中設(shè)置有多個壓力室單元；所述反力平臺上設(shè)置有數(shù)量與所述壓力室單元相等的力傳感器。
2.如權(quán)利要求1中所述的三軸儀，其特征在于所述壓力室單元至少包含頂蓋，用于放 置試樣的底座，及壓力筒；所述頂蓋、所述底座及所述壓力筒合圍形成一封閉空間，設(shè)于所 述頂蓋和所述底座邊緣的至少3根拉桿將所述頂蓋和所述底座壓緊，一作用于所述試樣的 活塞從所述頂蓋的外部穿設(shè)進(jìn)入所述封閉空間。
3.如權(quán)利要求1中所述的三軸儀，其特征在于所述壓力室單元為4個，均勻地設(shè)置于 所述三軸壓力室平臺中。
4.如權(quán)利要求1中所述的三軸儀，其特征在于所述活塞從所述壓力室單元內(nèi)伸出并 與所述反力平臺連接。
5.如權(quán)利要求1或2中所述的三軸儀，其特征在于所述壓力室單元上設(shè)孔壓傳感器、 體變傳感器、位移傳感器；所述力傳感器、所述孔壓傳感器、所述體變傳感器、所述位移傳感 器均依次連接于一數(shù)據(jù)采集器、一數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和一數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
6.如權(quán)利要求5中所述的三軸儀，其特征在于所述力傳感器設(shè)置在所述活塞與所述 反力平臺之間。
7.如權(quán)利要求5中所述的三軸儀，其特征在于所述孔壓傳感器設(shè)置在所述壓力室單 元的底座上。
8.如權(quán)利要求5中所述的三軸儀，其特征在于所述體變傳感器連接有一體變管。
9.如權(quán)利要求5中所述的三軸儀，其特征在于所述位移傳感器設(shè)在所述活塞一側(cè)，用 于檢測所述活塞的位移量。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種改進(jìn)型三軸儀，該三軸儀利用現(xiàn)有應(yīng)變控制三軸儀進(jìn)行添加與改造而成，用于土樣的剪切試驗(yàn)。三軸儀至下而上依次設(shè)置有軸向加壓設(shè)備、升降臺、三軸壓力室平臺、反力平臺、上橫梁；所述軸向壓設(shè)備和所述上橫梁通過支承件互相固定；所述三軸壓力室平臺中設(shè)置有多個壓力室單元；所述反力平臺上對應(yīng)設(shè)置有多個力傳感器。采用本實(shí)用新型的三軸儀，可以一次裝入多個試樣，并同時對這些試樣進(jìn)行測試，免去多次測試的麻煩，并且可節(jié)省測試的時間。另外，由于多個壓力室單元共用壓力裝置和數(shù)據(jù)處理裝置，以及充分利用了現(xiàn)有應(yīng)變控制三軸儀主機(jī)中軸向加壓設(shè)備、升降臺、上橫梁等，也可充分利用空間和資源、降低成本。
文檔編號G01N3/24GK201600308SQ201020002018
公開日2010年10月6日 申請日期2010年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者沈日庚, 趙玉花 申請人:上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究院