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原文传递一种含气土三轴体变测试装置及测试方法

专利名称：	一种含气土三轴体变测试装置及测试方法
摘要：	本发明公开了一种含气土三轴体变测试装置及测试方法，所述装置包括：封闭型双室系统、压力加载及体变监测系统、数据采集控制系统；压力加载及体变监测系统用于调节封闭型双室系统的压力；数据采集控制系统通过控制及数据采集模块来控制压力加载及体变监测系统和封闭型双室系统，并重点记录监测内围压压力室的体积变化。本发明的测量系统实现了土体变的高精度监测，内围压压力室为三轴系统测量体变减少体变测量设备的布设空间、缩减体变测量设备采购或体变测量设备改装的资金投入、降低试验人员的操作设备的能力要求及培训时间，提高三轴系统内室测量体变的精度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	浙江工业大学
发明人：	伍婷玉;潘道明;蔡袁强;孙宏磊;夏超波;崔治;潘晓东;曾玲玲;史吏;袁宗浩;沈梦芬;潘坤;王康宇;徐山琳
专利状态：	有效
申请日期：	2023-07-07T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-24T00:00:00+0800
申请号：	CN202310830128.X
公开号：	CN117110061A
代理机构：	杭州求是专利事务所有限公司
代理人：	郑海峰
分类号：	G01N3/12;G01N3/06;G01N3/02;G01N3/62;G;G01;G01N;G01N3;G01N3/12;G01N3/06;G01N3/02;G01N3/62
申请人地址：	310012 浙江省杭州市下城区潮王路18号
主权项：	1.一种含气土三轴体变测试装置，其特征在于，包括封闭型双室系统(1)、压力加载及体变监测系统(2)以及数据采集控制系统(3)；所述的封闭型双室系统(1)包括外围压压力室(1-1)、荷载传感器(1-2)、内围压压力室(1-3)、三轴底座(1-4)、位移传感器(1-5)、孔压传感器(1-6)；所述外围压压力室(1-1)和内围压压力室(1-3)均设置在三轴底座(1-4)上；外围压压力室(1-1)将所述内围压压力室(1-3)罩住且外围压压力室(1-1)与内围压压力室(1-3)之间不接触，外围压压力室(1-1)与内围压压力室(1-3)之间不接触的空隙形成外围压腔室；荷载传感器(1-2)设置在内围压压力室(1-3)顶部的外侧，荷载传感器(1-2)用于测量内围压压力室(1-3)顶部的荷载，位移传感器(1-5)设置在三轴底座(1-4)上用于测量内围压压力室(1-3)的轴向位移，孔压传感器(1-6)外设在三轴底座(1-4)上并通过管路与内围压压力室(1-3)连通，用于测量内围压压力室(1-3)试样内的孔压变化；所述内围压压力室(1-3)包括内室底座、设置在内室底座上的支撑固定部件、设置在支撑固定部件顶部的开设有穿孔的内室顶盖以及通过内室顶盖穿孔的试样加载轴；所述压力加载及体变监测系统(2)包括压力体积控制器(2-1)，所述压力体积控制器(2-1)通过导管(2-3)与封闭型双室系统(1)连通并用于调节封闭型双室系统(1)的压力；所述数据采集控制系统(3)用于接收荷载传感器(1-2)、位移传感器(1-5)以及孔压传感器(1-6)采集的信息，监测并记录内围压压力室的体积变化；数据采集控制系统(3)还用于根据接收到的信息控制压力加载及体变监测系统(2)进行压力调节。 2.根据权利要求1所述的含气土三轴体变测试装置，其特征在于，所述的压力加载及体变监测系统(2)包括压力体积控制器(2-1)、控制面板(2-2)、导管(2-3)、阀门(2-4)；所述压力体积控制器(2-1)通过导管(2-3)与封闭型双室系统(1)连接；所述导管(2-3)上设置有阀门(2-4)通过所述控制面板(2-2)能够对压力体积控制器(2-1)进行手动控制。 3.根据权利要求1所述的含气土三轴体变测试装置，其特征在于，所述压力加载及体变监测系统(2)具有四台压力体积控制器(2-1)，四台压力体积控制器(2-1)分别与外围压压力室(1-1)、内围压压力室(1-3)的内腔、内围压压力室(1-3)的外腔、三轴底座(1-4)相连。 4.根据权利要求3所述的含气土三轴体变测试装置，其特征在于，内围压压力室(1-3)的腔体不与外围压压力室(1-1)的腔体接通，外围压压力室(1-1)与内围压压力室(1-3)通过同步加压卸压保持压力相等。 5.根据权利要求1所述的含气土三轴体变测试装置，其特征在于，所述数据采集控制系统(3)包括控制及数据采集模块(3-2)和电源(3-3)；所述控制及数据采集模块(3-2)通过传输线及电线(3-4)控制压力加载及体变监测系统(2)，同时接收荷载传感器(1-2)、位移传感器(1-5)以及孔压传感器(1-6)传输的信号并将信号转化生成轴力、孔压、位移数据；电源(3-3)为封闭型双室系统(1)、压力加载及体变监测系统(2)、数据采集控制系统(3)提供不间断的电力支撑。 6.一种基于权利要求1所述含气土三轴体变测试装置的测试方法，其特征在于，包括如下步骤： 1)试验准备：清理试验场地、检查配电线路，安放并检查封闭型双室系统(1)、压力加载及体变监测系统(2)、数据采集控制系统(3)； 2)装样及检查：拆解内围压压力室(1-3)的各部件并将这些部件放入水下抽真空，安放不锈钢金属试样于内围压压力室(1-3)拆解后的内室底座上，不锈钢金属试样上依次放置滤纸和透水石，包裹橡皮膜，然后将内围压压力室(1-3)安装到三轴底座(1-4)上；安装好内围压压力室(1-3)后向内围压压力室(1-3)内部注水；连接管道于外围压压力室(1-1)与三轴底座(1-4)上，并检查密封性； 3)调试设备：罩上外围压压力室(1-1)，将荷载传感器(1-2)清零校准，对准压力体积控制器(2-1)校准，通过数据采集控制系统(3)将荷载传感器(1-2)和内围压压力室(1-3)进行合轴，用水泵将外围压压力腔室注满水，并检查气密性； 4)标定试验：通过数据采集控制系统(3)控制压力体积控制器(2-1)，从而对内围压压力室(1-3)注水增加内围压压力室(1-3)的围压；对内围压压力室(1-3)的内部进行体变标定，获得不锈钢金属试样的试验体变结果； 5)正式试验：步骤4)标定试验结束后，拆卸设备，将步骤装样及检查过程中的不锈钢金属试样，替换为试样土样，并重复步骤2)-3)的操作，通过数据采集控制系统(3)对试验进行三轴压缩试验获得试样土样的试验体变结果； 6)数据处理：将试样土样的试验体变结果减去不锈钢金属试样的试验体变结果，最后得到试样实际的体变结果； 7)拆卸设备，清洗试样，涂抹硅油或润滑油进行养护。
所属类别：	发明专利