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原文传递一种三向应力可控的封闭环境持荷冻融土样气压加载系统

专利名称：	一种三向应力可控的封闭环境持荷冻融土样气压加载系统
摘要：	本发明公开一种三向应力可控的封闭环境持荷冻融土样气压加载系统，包括：垫板；压力室，压力室固定在垫板的顶端且与垫板同轴设置，压力室内的中心位置通过固定机构固定有土样；第一围压系统；第二围压系统；轴压系统；供气系统，供气系统用于为第一围压系统、第二围压系统、轴压系统供气；压力传感器，压力传感器设置在土样的顶部且与土样顶部。本发明可以设置不同的轴压和双向围压来进行试验。同时装置移动便捷，能够广泛应用于土样的室内冻融试验。有效地解决了现有设备在进行冻融试验时无法模拟土体实际受力状态的问题。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	甘肃;62
申请人：	兰州交通大学
发明人：	牛亚强;何坤;张延杰;王旭;闫佳琪;张钰;李倩倩;周源
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-18T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-17T00:00:00+0800
申请号：	CN202311041492.4
公开号：	CN117074194A
代理机构：	河北卓英知识产权代理有限公司
代理人：	吕甜星
分类号：	G01N3/12;G01N3/06;G;G01;G01N;G01N3;G01N3/12;G01N3/06
申请人地址：	730070 甘肃省兰州市安宁区安宁西路88号
主权项：	1.一种三向应力可控的封闭环境持荷冻融土样气压加载系统，其特征在于，包括：垫板(1)；压力室，所述压力室固定在所述垫板(1)的顶端且与所述垫板(1)同轴设置，所述压力室内的中心位置通过固定机构固定有土样(2)；所述压力室包括四个刚性外壁(4)、压力室顶板(5)，四个所述刚性外壁(4)呈矩形环状结构布置，所述压力室顶板(5)位于所述刚性外壁(4)的顶部且与所述刚性外壁(4)可拆卸连接；相邻所述刚性外壁(4)之间设置有隔板(21)，所述隔板(21)与所述刚性外壁(4)之间的夹角为45°；第一围压系统，所述第一围压系统设置在所述压力室内且与所述土样(2)左右两侧面对应设置；第二围压系统，所述第二围压系统设置在所述压力室内且与所述土样(2)的前后两面对应设置；轴压系统，所述轴压系统设置在所述压力室内的底部且与所述土样(2)的底部对应设置；供气系统，所述供气系统用于为所述第一围压系统、所述第二围压系统、所述轴压系统供气；压力传感器(3)，所述压力传感器(3)设置在所述土样(2)的顶部且与所述土样(2)顶部；其中，所述第一围压系统、所述第二围压系统、所述供气系统的施压方向位于以所述土样(2)中心为原点的空间直角坐标系的三个坐标轴上。 2.根据权利要求1所述的一种三向应力可控的封闭环境持荷冻融土样气压加载系统，其特征在于：所述固定机构包括分别设置在所述土样(2)顶端和底端的土样顶板(6)和土样底板(7)，所述土样底板(7)与所述刚性外壁(4)固定连接，所述土样底板(7)固定在所述垫板(1)的顶面，所述压力室顶板(5)、所述土样底板(7)的中心位置分别开设有通孔，所述土样顶板(6)可拆卸连接在所述压力室顶板(5)的所述通孔内，所述垫板(1)上设置有固定组件，所述压力传感器(3)通过所述固定组件可拆卸连接在所述土样顶板(6)上。 3.根据权利要求2所述的一种三向应力可控的封闭环境持荷冻融土样气压加载系统，其特征在于：所述固定组件包括固定连接在所述垫板(1)顶面的支撑架(8)，所述支撑架(8)为U型结构，所述压力室顶板(5)中心的所述通孔内设置有固定板(9)，所述固定板(9)底面与所述压力传感器(3)抵接，所述支撑架(8)上竖向螺纹连接有定位螺栓(10)，所述定位螺栓(10)与所述固定板(9)的顶面抵接。 4.根据权利要求2所述的一种三向应力可控的封闭环境持荷冻融土样气压加载系统，其特征在于：所述供气系统包括气泵(11)，所述第一围压系统、所述第二围压系统、所述轴压系统分别与所述气泵(11)固定连通。 5.根据权利要求4所述的一种三向应力可控的封闭环境持荷冻融土样气压加载系统，其特征在于：所述第一围压系统包括两个第一围压气囊(12)，两所述第一围压气囊(12)分别设置在所述土样(2)左右侧壁与对应的所述刚性外壁(4)之间，所述压力室的左右侧壁上分别开设有第一围压气孔(13)，所述气泵(11)的输出端固定连接有第一围压气管(14)，所述第一围压气管(14)穿过所述第一围压气孔(13)与所述第一围压气囊(12)固定连通。 6.根据权利要求5所述的一种三向应力可控的封闭环境持荷冻融土样气压加载系统，其特征在于：所述第二围压系统包括两个第二围压气囊(15)，两所述第二围压气囊(15)分别设置在所述土样(2)前后外壁与对应的所述刚性外壁(4)之间，所述压力室的前后外壁上分别开设有第二围压气孔(16)，所述气泵(11)的输出端固定连接有第二围压气管(17)，所述第二围压气管(17)穿过所述第二围压气孔(16)与所述第二围压气囊(15)固定连通。 7.根据权利要求6所述的一种三向应力可控的封闭环境持荷冻融土样气压加载系统，其特征在于：所述轴压系统包括固定在所述土样(2)底部与所述土样底板(7)之间的轴压气囊(18)，所述土样底板(7)上开设有轴压气孔(19)，所述气泵(11)的输出端固定连通有轴压气管(20)，轴压气管(20)一端穿过所述轴压气孔(19)与所述轴压气囊(18)固定连通。 8.根据权利要求7所述的一种三向应力可控的封闭环境持荷冻融土样气压加载系统，其特征在于：所述第一围压气管(14)、所述第二围压气管(17)、所述轴压气管(20)上分别设置有精密压力控制器，所述精密压力控制器用于分别控制所述第一围压气囊(12)、所述第二围压气囊(15)、所述轴压气囊(18)的压力。
所属类别：	发明专利