一種滑動式變尺寸剛性三軸儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種滑動式變尺寸剛性三軸儀，屬于土工測試技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]三軸試驗是測試巖石、土等的強(qiáng)度特性和變形特性的一種試驗技術(shù)手段?，F(xiàn)真三軸儀實驗的加載裝置主要分為:剛性加載、柔性加載、混合邊界加載方式。柔性加載方式會使試樣表面應(yīng)力和應(yīng)變不均勻。對于剛性加載和混合邊界加載方式，當(dāng)試樣壓縮變形量較大的話，兩個相鄰面上的承壓板會相互妨礙，即“打架”或“邊角效應(yīng)”現(xiàn)象，導(dǎo)致無法進(jìn)一步加載。對于該問題，部分采用預(yù)留壓縮量的方式，即使相鄰兩個加載方向的承壓板尺寸小于模型體，但該方式使模型體邊角處無法受力，導(dǎo)致整個模型體受力不均勻;對于土、泥巖等軟弱材料，蠕變性高、壓縮量大，采用預(yù)留壓縮的方式更易導(dǎo)致打架現(xiàn)象的出現(xiàn)。并且許多真三軸儀，其尺寸固定，容納的試樣尺寸固定。一個三軸儀只能進(jìn)行同一尺寸的試樣加載，造成較大資源浪費(fèi)。因此，亟需研究一種完全真三維加載且能容納試樣尺寸可調(diào)、多功能的新型真三軸儀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷和不足，提供了一種滑動式變尺寸剛性三軸儀，可使試樣在壓縮整個過程保持規(guī)整，各個方向變形均勻，遍布試樣的所有部位都能加壓至預(yù)定荷載值，消除了應(yīng)力集中現(xiàn)象，真實、有效地實現(xiàn)真三維加載。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種滑動式變尺寸剛性三軸儀，包括底座、加載框架、加載箱、升降臺和軸向加壓設(shè)備，所述加載框架固定在所述底座上，所述軸向加壓設(shè)備在所述底座內(nèi)，所述軸向加壓設(shè)備的輸出軸與所述升降臺固定相連，所述加載箱固定在所述升降臺上，且所述加載箱置于所述加載框架內(nèi)；
所述加載箱包括上承壓板、下承壓板、左承壓板、右承壓板、前承壓板和后承壓板，所述上承壓板、下承壓板、左承壓板、右承壓板、前承壓板和后承壓板圍成方形空間；所述下承壓板與所述升降臺固定相連，所述左承壓板和前承壓板均通過連接裝置一與所述加載框架相連，所述連接裝置一滑動安裝在所述左承壓板和前承壓板上，所述右承壓板和后承壓板通過連接裝置二與所述加載框架相連，所述連接裝置二的一端滑動安裝在所述右承壓板和后承壓板上，另一端滑動安裝在所述加載框架上，所述上承壓板通過連接裝置三與所述加載框架相連，所述連接裝置三的兩端分別與上承壓板和加載框架滑動相連。
[0005]進(jìn)一步，所述連接裝置一包括設(shè)置在所述左承壓板或前承壓板板面上的導(dǎo)軌、滑動安裝在導(dǎo)軌上的滑塊、以及連接滑塊和加載框架的連接桿，左承壓板上的導(dǎo)軌沿X軸方向設(shè)置，前承壓板上的導(dǎo)軌沿Z軸方向設(shè)置。
[0006]進(jìn)一步，所述連接桿上設(shè)有壓力傳感器。
[0007]進(jìn)一步，所述連接裝置二包括設(shè)置在右承壓板上或后承壓板上的導(dǎo)軌、滑動安裝在導(dǎo)軌上的活塞式液壓缸、以及與活塞桿的端部固定相連的滑塊，所述滑塊滑動安裝在所述加載框架上的導(dǎo)軌上，其中，右承壓板上的導(dǎo)軌沿X軸方向設(shè)置，后承壓板上的導(dǎo)軌沿Z軸方向設(shè)置，加載框架上的導(dǎo)軌沿Y軸方向設(shè)置。
[0008]進(jìn)一步，所述活塞式液壓缸上設(shè)有位移傳感器，所述位移傳感器與活塞桿平行。
[0009]進(jìn)一步，所述連接裝置三包括2個導(dǎo)軌、2個滑塊、以及連接桿，2個導(dǎo)軌分別安裝在上承壓板和加載框架的頂部，且上承壓板上的導(dǎo)軌沿Z軸方向設(shè)置，加載框架頂部上的導(dǎo)軌沿X軸方向設(shè)置，2個滑塊分別滑動安裝在2個導(dǎo)軌上，2個滑塊通過連接桿相連。
[0010]進(jìn)一步，所述連接桿上設(shè)有壓力傳感器，所述升降臺上設(shè)有位置傳感器。
[0011]進(jìn)一步，所述下承壓板的后邊緣處設(shè)有導(dǎo)向板條，所述上承壓板的前邊緣處設(shè)有導(dǎo)向板條，所述左承壓板的下邊緣處設(shè)有導(dǎo)向板條，所述右承壓板的上邊緣處設(shè)有導(dǎo)向板條，所述前承壓板的右邊緣處設(shè)有導(dǎo)向板條，所述后承壓板的左邊緣處設(shè)有導(dǎo)向板條。
[0012]進(jìn)一步，所述左承壓板的高度大于所述右承壓板、后承壓板的高度，所述前承壓板的高度大于所述右承壓板、后承壓板的高度。
[0013]進(jìn)一步，所述加載框架包括2個倒U形支架，其中一個所述支架的兩個端部分別固定在所述底座左側(cè)邊緣、右側(cè)邊緣的中間位置，另一個所述支架的兩個端部分別固定在所述底座前側(cè)邊緣、后側(cè)邊緣處的中間位置。
[0014]本發(fā)明所達(dá)到的有益技術(shù)效果:
本發(fā)明通過六個承壓板的設(shè)置解決了相鄰兩個加載面的互相妨礙的問題;且承壓板上設(shè)有連接裝置，試樣各邊的尺寸可任意變換，適應(yīng)了多種規(guī)模試樣的加載，突破了以往一套加載系統(tǒng)對應(yīng)一種試樣的弊端，實現(xiàn)了加載系統(tǒng)的多用途，并且，試樣受力均勻，消除了邊角處的零壓力現(xiàn)象和加載板端部的應(yīng)力集中；試樣壓縮量無限制，可方便施加任何預(yù)定應(yīng)力，尤其適用于土、泥巖等軟弱材料的真三維試驗;試樣加載過程中主應(yīng)力方向可任意調(diào)換，有利于模擬復(fù)雜的深部地應(yīng)力狀態(tài)；導(dǎo)軌的運(yùn)用，可以使承壓板自由滑動，大大降低摩擦力，在試驗過程中保持90度，保持試樣規(guī)整;本發(fā)明加載功能多，既可進(jìn)行真三維試驗，也可進(jìn)行平面應(yīng)變試驗，且發(fā)明設(shè)計巧妙，裝置新穎，結(jié)構(gòu)簡單，制作方便。
【附圖說明】
[0015]圖1本發(fā)明主視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2本發(fā)明右視結(jié)構(gòu)不意圖；
圖3本發(fā)明俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4本發(fā)明之加載箱結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]其中:I加載框架;2導(dǎo)軌;3活塞式液壓缸;4壓力傳感器;5連接桿;6位移傳感器;7上承壓板;8下承壓板;9左承壓板；10右承壓板；11前承壓板；12后承壓板；13升降臺；14軸向加壓設(shè)備;15底座;16螺栓;17滑塊。
【具體實施方式】
[0017]為了能更好的了解本發(fā)明的技術(shù)特征、技術(shù)內(nèi)容及其達(dá)到的技術(shù)效果，現(xiàn)將本發(fā)明的附圖結(jié)合實施例進(jìn)行更詳細(xì)的說明。
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明專利進(jìn)一步說明。
[0019]如圖1-4所示，本發(fā)明提供一種滑動式變尺寸剛性三軸儀，包括底座15、加載框架1、加載箱、升降臺13和軸向加壓設(shè)備14，所述加載框架I固定在所述底座15上，所述軸向加壓設(shè)備14在所述底座15內(nèi)，所述軸向加壓設(shè)備14的輸出軸與所述升降臺13固定相連，所述加載箱固定在所述升降臺13上，且所述加載箱置于所述加載框架I內(nèi)；
所述加載箱包括上承壓板7、下承壓板8、左承壓板9、右承壓板10、前承壓板11和后承壓板12，所述上承壓板7、下承壓板8、左承壓板9、右承壓板10、前承壓板11和后承壓板12圍成方形空間；所述下承壓板8與所述升降臺3固定相連，所述左承壓板9和前承壓板11均通過連接裝置一與所述加載框架I相連，所述連接裝置一滑動安裝在所述左承壓板9和前承壓板11上，所述右承壓板10和后承壓板12通過連接裝置二與所述加載框架I相連，所述連接裝置二的一端滑動安裝在所述右承壓板10和后承壓板12上，另一端滑動安裝在所述加載框架I上，所述上承壓板7通過連接裝置三與所述加載框架I相連，所述連接裝置三的兩端分別與上承壓板7和加載框架I滑動相連。
[0020]所述連接裝置一包括設(shè)置在所述左承壓板9或前承壓板11板面上的導(dǎo)軌2、滑動安裝在導(dǎo)軌2上的滑塊17、以及連接滑塊17和加載框架I的連接桿5，左承壓板9上的導(dǎo)軌2沿X軸方向設(shè)置，前承壓板11上的導(dǎo)軌2沿Z軸方向設(shè)置。