專利名稱：臥式三軸壓力室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及土石壩工程試驗技術(shù)，尤其涉及一種臥式三軸壓力室。
背景技術(shù)：
壓實粘土的抗拉強度和極限拉伸應(yīng)變，是進行土工建筑物裂縫評價非常重要的拉伸特性參數(shù)。認識壓實粘土的拉伸特性和破壞機理，對于土石壩工程的安全評價具有重要意義。例如，張拉裂縫是土石壩工程中常見的隱患和主要破壞類型。由不均勻沉降導(dǎo)致的壩表橫向張拉裂縫，和由楔劈水壓力導(dǎo)致的心墻水力劈裂裂縫，是土石壩張拉裂縫的主要類型。這些裂縫會導(dǎo)致土石壩防滲體破壞。因此，壓實粘土三軸拉伸條件下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系特性、強度特性和破壞機理的研究具有重要的工程應(yīng)用價值，關(guān)系到能否合理正確地評價土工建筑開裂準則。進行壓實粘土的三軸拉伸試驗是研究和解決上述問題的一個基本手段。由于試驗方法的限制，早期對壓實粘土拉伸特性的研究手段以單軸拉伸試驗為主。在三軸拉伸試驗儀器方面，一般是在現(xiàn)有常規(guī)三軸壓縮儀上進行改裝得到。但是，在采用改裝得到的三軸拉伸試驗儀器進行，土體試樣必須豎直放置在三軸拉伸試驗儀器進行土體三軸拉伸等土體應(yīng)力變形特性試驗時，土體試樣必須豎直放置在三軸拉伸試驗儀器的壓力室中，使得土體試樣自重對試驗結(jié)果造成了負面影響。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供一種臥式三軸壓力室，用于減少土體試樣自重對土體應(yīng)力變形特性試驗結(jié)果的負面影響，提高試驗結(jié)果的準確性。本實用新型提供一種臥式三軸壓力室，包括臥式壓力室主體，所述臥式壓力室主體的前后兩側(cè)分別設(shè)置有前擋板和后擋板，所述后擋板上開設(shè)有分別與所述臥式壓力室主體內(nèi)導(dǎo)通的進水孔和排水孔，所述進水孔位于所述排水孔的上方；土體試樣，所述土體試樣水平放置于所述臥式壓力室主體內(nèi)；前活塞桿，所述前活塞桿的一端水平穿過所述前擋板并與所述土體試樣的一端連接，所述前活塞桿的另一端露在所述臥式壓力室主體外；后活塞桿，所述后活塞桿的一端水平穿過所述后擋板并與所述土體試樣的另一端連接，所述后活塞桿的另一端露在所述臥式壓力室主體外；所述前活塞桿和所述后活塞桿水平中心對齊且可帶動所述土體試樣水平移動。可選的，所述臥式三軸壓力室還包括用于支撐所述土體試樣的水平支架，所述水平支架位于所述臥式壓力室主體內(nèi)并與所述臥式壓力室主體的底部連接。所述水平支架和所述土體試樣之間還可設(shè)置有滾動軸承?？蛇x的，所述臥式三軸壓力室還包括固定擋板，所述固定擋板與所述后擋板露出所述臥式壓力室主體的一端連接。[0012]可選的，所述臥式三軸壓力室還包括前土體試樣帽，設(shè)置于所述前活塞桿的一端與所述土體試樣的一端之間；后土體試樣帽，設(shè)置于所述后活塞桿的一端與所述土體試樣的另一端之間?？蛇x的，所述前擋板的頂部高于所述臥式壓力室主體的頂部；所述前擋板的頂部還開設(shè)有通氣孔，且所述通氣孔與所述臥式壓力室主體內(nèi)導(dǎo)通。所述前擋板上還開設(shè)有前排氣孔，所述前排氣孔經(jīng)管道與所述土體試樣的一端導(dǎo)通；所述后擋板上還開設(shè)有后排氣孔，所述后排氣孔經(jīng)管道與所述土體試樣的另一端導(dǎo)通。可選的，所述前活塞桿的兩端分別設(shè)有螺扣，所述前活塞桿穿過所述前擋板的一端通過螺扣與所述前土體試樣帽連接。所述后活塞桿的兩端分別設(shè)有螺扣，所述后活塞桿穿過所述后擋板的一端通過螺扣與所述后土體試樣帽連接，且所述后活塞桿露出所述臥式三軸壓力室的一端通過螺扣與所述固定擋板連接?？蛇x的，所述后擋板與所述臥式壓力室主體可拆卸式連接。 本實用新型提供的臥式三軸壓力室，支持土體試樣在臥式壓力室內(nèi)的水平放置，通過分別與土體試樣兩端分別連接的前活塞桿和后活塞桿，以及注入臥式壓力室內(nèi)的水，可對土體試樣施加一定的圍壓，滿足了在三軸條件下對土體試樣拉壓等應(yīng)力性能進行系統(tǒng)分析的試驗要求，并且由于土體試樣的水平放置，因此減少了土體試樣自重對土體應(yīng)力變形特性試驗結(jié)果的負面影響，進而提高了試驗結(jié)果的準確性。

圖I為本實用新型提供的臥式三軸壓力室的結(jié)構(gòu)俯視圖；圖2為本實用新型提供的臥式三軸壓力室的結(jié)構(gòu)主視圖。附圖標記I-前活塞桿；2-后活塞桿；3-前擋板；4-臥式壓力室主體； 5-后擋板；6- 土體試樣；7-前土體試樣帽；8-后土體試樣帽； 9-通氣孔；10-前排氣孔；11-后排氣孔；12-進水孔；13-排水孔；14-滾動軸承；15-水平支架；16-固定擋板。
具體實施方式
圖I為本實用新型提供的臥式三軸壓力室的結(jié)構(gòu)俯視圖，圖2為本實用新型提供的臥式三軸壓力室的結(jié)構(gòu)主視圖。如圖I和圖2所示，臥式三軸壓力室包括前活塞桿I、后活塞桿2、臥式壓力室主體4和土體試樣6。臥式壓力室主體4的前后兩側(cè)分別設(shè)置有前擋板3和后擋板5。后擋板5上開設(shè)有分別與臥式壓力室主體4內(nèi)導(dǎo)通的進水孔12和排水孔13，進水孔12位于排水孔13的上方。經(jīng)進水孔12可向臥式壓力室主體4注水，經(jīng)排水孔13可將臥式壓力室主體4的水向外排出。土體試樣6水平放置于臥式壓力室主體4內(nèi)。前活塞桿I的一端水平穿過前擋板3并與土體試樣6的一端連接，前活塞桿I的另一端露在臥式壓力室主體4外。后活塞桿2的一端水平穿過后擋板5并與土體試樣6的另一端連接，后活塞桿2的另一端露在臥式壓力室主體4外。前后塞桿I和后活塞桿2水平中心對齊，且前活塞桿I和后活塞桿2可帶動土體試樣6水平移動。本實用新型提供的臥式三軸壓力室，支持土體試樣在臥式壓力室內(nèi)的水平放置，通過分別與土體試樣兩端分別連接的前活塞桿和后活塞桿，以及注入臥式壓力室內(nèi)的水，可對土體試樣施加一定的圍壓，滿足了在三軸條件下對土體試樣拉壓等應(yīng)力性能進行系統(tǒng)分析的試驗要求，并且由于土體試樣的水平放置，因此減少了試樣自重對土體應(yīng)力變形特性試驗結(jié)果的負面影響，進而提高了試驗結(jié)果的準確性。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，為了進一步降低土體試樣自重彎矩對試驗結(jié)果的負面影響，可在土體試樣6的正下方設(shè)置水平支架15，水平支架15用于為土體試樣6提供支撐，位于臥式壓力室主體4內(nèi)并與臥式壓力室主體4的底部連接。為了減少土體試樣與水平支架之間的摩擦力，可在土體試樣6和水平支架15之間設(shè)置滾動軸承14。可選的，為了給后擋板提供支撐，臥式三軸壓力室還可包括固定擋板16，固定擋板16與后活塞桿2露出臥式壓力室主體4的一端連接。在實際應(yīng)用中，固定擋板16可固定在用于放置臥式三軸壓力室的試驗臺上。可選的，為了提高活塞桿與土體試樣連接的方便性，可選的，臥式三軸壓力室還可包括前土體試樣帽7和后土體試樣帽8。前土體試樣帽7設(shè)置于前活塞桿I的一端與土體試樣6的一端之間；后土體試樣帽8設(shè)置于后活塞桿2的一端與土體試樣6的另一端之間。前土體試樣帽7和土體試樣6之間，后土體試樣帽8與土體試樣6之間，可采用環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠進行粘結(jié)。前活塞桿I的兩端可分別設(shè)有螺扣，前活塞桿I穿過前擋板3的一端通過螺扣與前土體試樣帽7連接。后活塞桿2的兩端也可分別設(shè)有螺扣，后活塞桿2穿過后擋板5的一端通過螺扣與后土體試樣帽8連接，且后活塞桿2露出臥式壓力室主體4的一端通過螺扣與固定擋板16連接。前擋板3的頂部高于臥式壓力室主體4的頂部。為了方便進行臥式三軸壓力室的進水和排水，可選的，前擋板的頂部還可開設(shè)有通氣孔9，通氣孔9與臥式壓力室主體4內(nèi)導(dǎo)通。在臥式三軸壓力室進水或排水時，可打開通氣孔9，反之關(guān)閉通氣孔9。對土體試樣的三軸拉伸、壓縮和拉壓往復(fù)等土體應(yīng)力變形特性試驗時，通常需要在土體試樣上包裹乳膠膜，以免土體試樣受到注入臥式壓力室主體4內(nèi)的水進入土體試樣中。為了保證非飽和土體試樣內(nèi)部與外界大氣連通，防止進行上述試驗時乳膠膜內(nèi)產(chǎn)生負壓影響試驗結(jié)果，可選的前擋板3上還可開設(shè)前排氣孔10，前排氣孔10經(jīng)管道與土體試樣6的一端導(dǎo)通；后擋板5上還可開設(shè)有后排氣孔11，后排氣孔11經(jīng)管道與土體試樣6的另一端導(dǎo)通。前排氣孔10和后排氣孔11可相對應(yīng)設(shè)置。進一步的，為了提高臥式三軸壓力室安裝的方便性，可選的，后擋板5可拆卸，SP后擋板5與臥式壓力室主體4可拆卸式連接。下面說明本實用新型提供的臥式三軸壓力室的工作原理。在采用本實用新型提供的臥式三軸壓力室進行三軸拉伸、壓縮和拉壓往復(fù)等土體應(yīng)力特性試驗時，首先按試驗方案的要求將土體試樣6的兩端，分別與前土體試樣帽7和后土體試樣帽8連接，用乳膠膜將前土體試樣帽7和后土體試樣帽8的兩端綁扎好。之后將完成上述步驟的土體試樣6水平放置在臥式壓力室主體4內(nèi)的布設(shè)了滾動軸承14的水平支架15上，將前土體試樣帽7和后土體試樣帽8，分別連接前活塞桿I和后活塞桿2，同時微調(diào)水平支架15高度以使土體試樣可以順暢地水平移動，然后將臥式壓力室主體4的后蓋蓋好。完成上述操作之后，打開通氣孔9，從進水孔12向臥式壓力室主體4內(nèi)注水，待臥式壓力室主體室內(nèi)充滿水后,關(guān)閉通氣孔9。根據(jù)試驗方案對土體試樣施加一定的圍壓，并固結(jié)10 12小時。試驗結(jié)束后，撤去圍壓，同時打開排水孔13，待臥式壓力室主體4室內(nèi)的水排空 后，拆除土體試樣，在拆除過程中注意保護土體試樣的完整性。試驗結(jié)果表明，由于采用本實用新型提供的臥式三軸壓力室，在臥式壓力室內(nèi)水平放置土體試樣，減少了試樣自重對土體應(yīng)力變形特性試驗結(jié)果的負面影響，進而提高了試驗結(jié)果的準確性。本實用新型提供的臥式三軸壓力室，可用于進行壓實粘土等土體試樣的三軸拉伸、壓縮和拉壓往復(fù)等土體應(yīng)力變形特性試驗，可滿足對壓實粘土等土體試樣進行拉壓等應(yīng)力性能進行系統(tǒng)分析的要求。最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種臥式三軸壓力室，其特征在于，包括 臥式壓力室主體，所述臥式壓力室主體的前后兩側(cè)分別設(shè)置有前擋板和后擋板，所述后擋板上開設(shè)有分別與所述臥式壓力室主體內(nèi)導(dǎo)通的進水孔和排水孔，所述進水孔位于所述排水孔的上方； 土體試樣，所述土體試樣水平放置于所述臥式壓力室主體內(nèi)； 前活塞桿，所述前活塞桿的一端水平穿過所述前擋板并與所述土體試樣的一端連接，所述前活塞桿的另一端露在所述臥式壓力室主體外； 后活塞桿，所述后活塞桿的一端水平穿過所述后擋板并與所述土體試樣的另一端連接，所述后活塞桿的另一端露在所述臥式壓力室主體外；所述前活塞桿和所述后活塞桿水平中心對齊且可帶動所述土體試樣水平移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的臥式三軸壓力室，其特征在于，還包括用于支撐所述土體試樣的水平支架，所述水平支架位于所述臥式壓力室主體內(nèi)并與所述臥式壓力室主體的底部連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的臥式三軸壓力室，其特征在于，所述水平支架和所述土體試樣之間還設(shè)置有滾動軸承。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的臥式三軸壓力室，其特征在于，還包括固定擋板，所述固定擋板與所述后擋板露出所述臥式壓力室主體的一端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的臥式三軸壓力室，其特征在于，還包括 前土體試樣帽，設(shè)置于所述前活塞桿的一端與所述土體試樣的一端之間； 后土體試樣帽，設(shè)置于所述后活塞桿的一端與所述土體試樣的另一端之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的臥式三軸壓力室，其特征在于，所述前擋板的頂部高于所述臥式壓力室主體的頂部；所述前擋板的頂部還開設(shè)有通氣孔，且所述通氣孔與所述臥式壓力室主體內(nèi)導(dǎo)通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的臥式三軸壓力室，其特征在于， 所述前擋板上還開設(shè)有前排氣孔，所述前排氣孔經(jīng)管道與所述土體試樣的一端導(dǎo)通； 所述后擋板上還開設(shè)有后排氣孔，所述后排氣孔經(jīng)管道與所述土體試樣的另一端導(dǎo)通。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的臥式三軸壓力室，其特征在于，所述前活塞桿的兩端分別設(shè)有螺扣，所述前活塞桿穿過所述前擋板的一端通過螺扣與所述前土體試樣帽連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的臥式三軸壓力室，其特征在于，所述后活塞桿的兩端分別設(shè)有螺扣，所述后活塞桿穿過所述后擋板的一端通過螺扣與所述后土體試樣帽連接，且所述后活塞桿露出所述臥式三軸壓力室的一端通過螺扣與所述固定擋板連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的臥式三軸壓力室，其特征在于，所述后擋板與所述臥式壓力室主體可拆卸式連接。
專利摘要本實用新型公開了一種臥式三軸壓力室，包括臥式壓力室主體，臥式壓力室主體的前后兩側(cè)分別設(shè)置有前擋板和后擋板，后擋板上開設(shè)有分別與臥式壓力室主體內(nèi)導(dǎo)通的進水孔和排水孔，進水孔位于排水孔的上方；土體試樣，水平放置于臥式壓力室主體內(nèi)；前活塞桿，一端水平穿過前擋板并與土體試樣的一端連接，另一端露在臥式壓力室主體外；后活塞桿，一端水平穿過所述后擋板并與所述土體試樣的另一端連接，另一端露在所述臥式壓力室主體外；前活塞桿和后活塞桿水平中心對齊且可帶動土體試樣水平移動。本實用新型減少土體試樣自重對土體應(yīng)力變形特性試驗結(jié)果的負面影響，提高試驗結(jié)果的準確性。
文檔編號G01N3/02GK202502010SQ20122010423
公開日2012年10月24日 申請日期2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月19日
發(fā)明者孫遜, 張琰 申請人:中國電力科學研究院