r>[0061]本發(fā)明裝置的數(shù)據(jù)采集原理是:如圖1、圖2所示，通過(guò)相應(yīng)的傳感器與對(duì)應(yīng)的顯示儀表實(shí)現(xiàn)的，具體的過(guò)程包括:通過(guò)扭矩電動(dòng)機(jī)11的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)扭矩輸出軸14與扭矩傳動(dòng)軸15轉(zhuǎn)動(dòng)，依靠連接扭矩傳動(dòng)軸15與上傳動(dòng)軸20的傳動(dòng)鏈條16，使上傳動(dòng)軸20轉(zhuǎn)動(dòng)，上傳動(dòng)軸20的轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)帶動(dòng)上端與之連接的扭矩傳感器11和下端與之連接的上連接座23，通過(guò)可升降套筒17固定扭矩傳感器11上端頭，使之不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣施加在試樣上的扭矩能夠通過(guò)扭矩傳感器11測(cè)得，并通過(guò)與之連接的扭矩顯示儀9讀取并保存，與此同時(shí)，套裝在上傳動(dòng)軸11上的絕對(duì)式角位移傳感器21能夠測(cè)量扭轉(zhuǎn)角，并通過(guò)與之連接的角位移顯示儀13顯示并記錄，土體試樣圍壓值能夠由圍壓測(cè)量?jī)x50測(cè)量與記錄。
[0062]綜上所述，本發(fā)明裝置能夠適用于原狀土樣和重塑土樣，將先進(jìn)的三維成像應(yīng)用到本發(fā)明中，能夠同時(shí)研宄土體宏觀力學(xué)特性與在整個(gè)加載過(guò)程中土體的細(xì)微觀結(jié)構(gòu)變形、裂縫發(fā)展和破壞機(jī)制，得到新的體變測(cè)量方法；改進(jìn)試樣的夾持方法并配套相應(yīng)的夾持裝置，以保護(hù)試樣不受擾動(dòng)；同時(shí)，本發(fā)明裝置采用電動(dòng)控制加載，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)自動(dòng)采集使得操作規(guī)范、數(shù)據(jù)采集方便且可靠；本發(fā)明造價(jià)低廉、操作簡(jiǎn)單，對(duì)試驗(yàn)人員無(wú)更高的技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)要求，而且保證了試驗(yàn)的成功率。
[0063]以上例舉僅僅是對(duì)本發(fā)明的舉例說(shuō)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計(jì)均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實(shí)施例沒(méi)有詳細(xì)敘述的部件和結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知部件和常用結(jié)構(gòu)或常用手段，這里不一一敘述。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種土體圓柱試樣的扭剪強(qiáng)度與形變觀測(cè)試驗(yàn)裝置，其特征在于:包括底座(I)和安裝在底座(I)上的箱體(2)，所述箱體(2)上表面為工作平臺(tái)(3)，所述工作平臺(tái)(3)上表面邊緣安裝有中部支撐立柱(5)，工作平臺(tái)(3)上表面中間固定有底座升降調(diào)節(jié)器(29)，貫穿箱體(2)上端工作平臺(tái)(3)和底座升降調(diào)節(jié)器(29)設(shè)置有下傳動(dòng)軸(4)，所述下傳動(dòng)軸(4)上端連接圍壓室底座(53)，所述圍壓室底座(53)上通過(guò)圍壓室固定螺栓(52)固定有圍壓罩(47)，圍壓罩(47)上端設(shè)置圍壓室蓋(46)，該圍壓室底座(53)、圍壓罩(47)和圍壓室蓋(46)構(gòu)成圍壓室，所述圍壓室底座(53)上部軸心位置安裝有試樣底座(27)，所述試樣底座(27)通過(guò)埋頭螺栓二(36)固定連接下連接座(26)，所述下連接座(26)上放置試樣(24)，所述試樣(24)上端安裝上連接座(23)，試樣(24)與上連接座(23)、下連接座(26)之間通過(guò)有機(jī)玻璃對(duì)開(kāi)膜(30)及對(duì)開(kāi)固定夾環(huán)(25)、固定螺栓二(40)固定為一個(gè)整體，所述圍壓室底座(53)內(nèi)設(shè)有圍壓測(cè)量通道(49)和圍壓氣體給排通道(51)，該圍壓測(cè)量通道(49)和圍壓氣體給排通道(51)的一端與圍壓室相連通，所述中部支撐立柱(5)下部固定安裝有圍壓測(cè)量?jī)x(50)和圍壓加載控制儀(56)，圍壓測(cè)量通道(49)和圍壓氣體給排通道(51)另一端分別與圍壓測(cè)量?jī)x(50)和圍壓加載控制儀(56)對(duì)應(yīng)連接，所述中部支撐立柱(5)上安裝有三維成像掃描儀(6)，三維成像掃描儀(6)安裝高度與試樣(24)高度一致，所述圍壓室蓋(46)上端軸心位置固定安裝有軸心開(kāi)孔的定位夾持器(41)，貫穿定位夾持器(41)和圍壓室蓋(46)設(shè)置有連接軸(48)，所述連接軸(48)下端與上連接座(23)連接，連接軸(48)上端通過(guò)固定螺栓三(45)連接上傳動(dòng)軸(20)，所述圍壓室蓋(46)上端面上設(shè)有排氣螺栓(44); 所述中部支撐立柱(5)頂端固定安裝有中部平臺(tái)(8)，所述中部平臺(tái)(8)上表面邊緣設(shè)置有上部支撐立柱(7)，中部平臺(tái)(8)中部安裝有軸承(22)，所述上傳動(dòng)軸(20)穿過(guò)中部平臺(tái)(8)，上傳動(dòng)軸(20)下端套裝有絕對(duì)式角位移傳感器(21)，上傳動(dòng)軸(20)中部安裝傳動(dòng)鏈條(16)，上傳動(dòng)軸(20)頂端焊接有扭矩傳感器底座(43)，所述扭矩傳感器底座(43)上端面通過(guò)固定螺栓一(34)固定連接扭矩傳感器(19)，所述扭矩傳感器(19)上部端頭通過(guò)插銷(xiāo)(18)固定連接可升降套筒(17)，所述上部支撐立柱(7)上固定安裝有扭矩顯示儀(9)和角位移顯示儀(13)，所述扭矩傳感器(19)信號(hào)輸出端與扭矩顯示儀(9)連接，所述絕對(duì)式角位移傳感器(21)信號(hào)輸出端與角位移顯示儀(13)連接，所述上部支撐立柱(7)頂端固定安裝有上部平臺(tái)(10)，所述可升降套筒(17)上端通過(guò)埋頭螺栓一(33)固定在上部平臺(tái)(10)的下端面，所述上部平臺(tái)(10)上端面一側(cè)通過(guò)角鋼(38)固定安裝有扭矩電動(dòng)機(jī)(11)，上部平臺(tái)(10)上端面另一側(cè)安裝有扭矩電動(dòng)機(jī)控制器(37)，所述扭矩電動(dòng)機(jī)(11)與扭矩電動(dòng)機(jī)控制器(37)電連接，所述扭矩電動(dòng)機(jī)(11)的扭矩輸出軸(14)穿過(guò)上部平臺(tái)(10)同軸連接扭矩傳動(dòng)軸(15)，所述扭矩傳動(dòng)軸(15)通過(guò)傳動(dòng)鏈條(16)與上傳動(dòng)軸(20)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的土體圓柱試樣的扭剪強(qiáng)度與形變觀測(cè)試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述底座(I)下安裝有多個(gè)滾輪(31)。
3.如權(quán)利要求1所述的土體圓柱試樣的扭剪強(qiáng)度與形變觀測(cè)試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述圍壓室蓋(46)和連接軸(48)之間設(shè)置有密封橡膠圈一(54)，圍壓室底座(53)與下傳動(dòng)軸(4)之間設(shè)置有密封橡膠圈二(55)。
4.如權(quán)利要求1所述的土體圓柱試樣的扭剪強(qiáng)度與形變觀測(cè)試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述定位夾持器(41)側(cè)壁上設(shè)置有螺桿(42)。
5.如權(quán)利要求1所述的土體圓柱試樣的扭剪強(qiáng)度與形變觀測(cè)試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述扭矩電動(dòng)機(jī)(11)側(cè)壁上設(shè)置有手輪一(12)。
6.如權(quán)利要求1所述的土體圓柱試樣的扭剪強(qiáng)度與形變觀測(cè)試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述底座升降調(diào)節(jié)器(29)側(cè)壁設(shè)置有手輪二(28)。
7.如權(quán)利要求1所述的土體圓柱試樣的扭剪強(qiáng)度與形變觀測(cè)試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述可升降套筒(17)的支架上安裝有調(diào)節(jié)螺栓(39)。
8.如權(quán)利要求1所述的土體圓柱試樣的扭剪強(qiáng)度與形變觀測(cè)試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述連接軸(48)下端設(shè)有磁性柱形凸起(35)，上連接座(23)上表面設(shè)置有與磁性柱形凸起(35)相咬合的柱形凹槽。
9.如權(quán)利要求1所述的土體圓柱試樣的扭剪強(qiáng)度與形變觀測(cè)試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述上部平臺(tái)(10)的下表面固定有潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)(32)，該潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)(32)位于扭矩輸出軸(14)的一側(cè)且與扭矩電動(dòng)機(jī)(11)相連通。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明具體提供了一種土體圓柱試樣的扭剪強(qiáng)度與形變觀測(cè)試驗(yàn)裝置，整體結(jié)構(gòu)包括主體部分、三維成像掃描機(jī)構(gòu)、圍壓加載及測(cè)量機(jī)構(gòu)、扭矩加載與測(cè)量機(jī)構(gòu)、扭矩傳感器上端頭固定機(jī)構(gòu)、試樣固定安裝機(jī)構(gòu)、潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)。三維成像掃描儀能夠記錄并采集試驗(yàn)過(guò)程中試樣的三維圖像；氣壓傳遞壓力的圍壓施加方法和新的體變測(cè)量方法簡(jiǎn)化了試驗(yàn)步驟和在土體試樣體變測(cè)量方面有了顯著的改變；依靠連接扭矩輸出軸與上傳動(dòng)軸的傳動(dòng)鏈條傳遞扭矩，并在上傳動(dòng)軸上同時(shí)采用了扭矩傳感器、扭矩顯示儀和絕對(duì)式角位移傳感器、角位移顯示儀；配套的試樣固定夾持結(jié)構(gòu)，在試樣的固定安裝方面有了顯著的改變。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、操作方便，準(zhǔn)確率和成功率較高。
【IPC分類(lèi)】G01N3-24, G01N3-22, G01N3-06, G01N3-12
【公開(kāi)號(hào)】CN104713791
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510154188
【發(fā)明人】王治軍, 駱建文, 李榮建, 杜志偉, 劉軍定, 劉斌, 潘俊義, 周鵬, 蘇健, 楊鵬
【申請(qǐng)人】西安長(zhǎng)慶科技工程有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年4月2日