一种低温动三轴仪的制作方法
【专利摘要】本发明涉及土木工程领域，尤其涉及一种低温动三轴仪，底盘侧面分别设有围压直接接口和孔隙水压力测压接口，下盘座侧面分别设有下盘冷浴循环入口和下盘冷浴循环出口，下盘座上方设有内部轴室，内部轴室顶部设有上盘帽，内部轴室外围设有外部轴室，外部轴室外围设有冷浴循环室，冷浴循环室侧面分别设有周围冷浴循环入口和周围冷浴循环出口，贯穿外部轴室、冷浴循环室和上盘帽两侧分别设有上盘冷浴循环入口和上盘冷浴循环出口，上盘帽上方设有活塞，活塞通过球头螺钉固定，活塞外围设有压力室上盖，本发明具有如下优势：控制土样顶端和底部温度，模拟土样冻结过程；保持土样的冻融状态；监控土样的不同部位的温度；测量土样的变形和强度。
【专利说明】一种低温动三轴仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及土木领域，尤其涉及一种低温动三轴仪。
【背景技术】
[0002]近年来我国大量高速公路的兴建及现有道路的扩能改造，交通量与动载荷的强度和频率大幅度提高，对于路基变形稳定性方面的要求也越来越高，动载荷作用下土冻结作用引起的变形及随后融化时路基强度的弱化作用必须给予更大的关注。深入研究公路、特别是高速公路车辆动载荷对路基冻胀变形及随后翻浆冒泥的影响，研究路基填料的防冻害新标准，研究寒冷地区公路路基动荷载条件下的建养技术，研究用于能够调控路基水热状态及变形的新材料、新结构等，将具有非常重要的意义。
[0003]现有的动三轴仪通常只能对常温土样进行试验，在进行冻土测试的时候，主要存在以下不足:
[0004]( 1)不能调整和设置温度，不能控制土样保持恒温冻结状态；
[0005](2)不能模拟土样自然冻结的过程。土样冻结过程对土样的结构，力学行为有至关重要的影响。因此模拟自然条件下的土样冻结过程(上部冷却，土样顶端和底部存在温度梯度)是非常重要的。现有动三轴仪无法实现这一点。
[0006]因此现有的动三轴仪不能满足动荷载条件下冻土行为模拟的需要，无法模拟土样的冻结过程，保持土样的状态，无法对冻土的动力学参数进行有效的测试，有必要针对冻土特点开发冻土动三轴仪。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供了一种低温动三轴仪，本发明采取了如下技术方案:包括底盘及底盘上设有的下盘座，底盘侧面分别设有围压直接接口和孔隙水压力测压接口，下盘座侧面分别设有下盘冷浴循环入口和下盘冷浴循环出口，下盘座上方设有内部轴室，内部轴室底部设有透水石，透水石上方设有土样，内部轴室顶部设有上盘帽，上盘帽与下盘座分别设有接头并通过胶管连接，内部轴室外围设有外部轴室，外部轴室外围设有冷浴循环室，冷浴循环室外围设有拉杆，冷浴循环室侧面分别设有周围冷浴循环入口和周围冷浴循环出口，贯穿外部轴室、冷浴循环室和上盘帽两侧分别设有上盘冷浴循环入口和上盘冷浴循环出口，上盘帽上方设有活塞，活塞通过球头螺钉固定，活塞外围设有压力室上盖。
[0008]相对于现有技术，本发明具有如下优势:
[0009](1)可以分别控制土样顶端，底部温度，能够模拟温度梯度条件下土样冻结过程。
[0010](2)可以控制轴室温度，保持土样的冻融状态。
[0011]( 3 )可以监控土样的不同部位的温度，掌握土样的温度状态变化。
[0012](4)实现动荷载的模拟，测量土样的变形和强度行为。【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分。
[0015]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0016]实施例:如图1所示，包括底盘1、围压直接接口 2、下盘冷浴循环入口 3、周围冷浴循环入口 4、透水石5、土样6、外部轴室7、冷浴循环室8、拉杆9、上盘冷浴循环入口 10、压力室上盖11、上盘帽12、球头螺钉13、活塞14、接头15、上盘冷浴循环出口 16、胶管17、周围冷浴循环出口 18、下盘座19、下盘冷浴循环出口 20、孔隙水压力测压接口 21、内部轴室22，底盘1侧面分别装有围压直接接口 2和孔隙水压力测压接口 21，下盘座19侧面分别设有下盘冷浴循环入口 3和下盘冷浴循环出口 20，下盘座19上方设有内部轴室22，内部轴室22底部设有透水石5,透水石5上方设有土样6,内部轴室22顶部设有上盘帽12,上盘帽12与下盘座19分别设有接头15并通过胶管17连接，内部轴室22外围设有外部轴室7，外部轴室7外围设有冷浴循环室8，冷浴循环室8外围设有拉杆9，冷浴循环室8侧面分别设有周围冷浴循环入口 4和周围冷浴循环出口 18，贯穿外部轴室7、冷浴循环室8和上盘帽12两侧分别设有上盘冷浴循环入口 10和上盘冷浴循环出口 16，上盘帽12上方设有活塞14，活塞14通过球头螺钉13固定，活塞14外围设有压力室上盖11，上盘冷浴循环入口 10和下盘冷浴循环出口 20、周围冷浴循环入口 4和周围冷浴循环出口 18、下盘冷浴循环入口 3和下盘冷浴循环出口 20分比形成冷冻循环系统，可以分别设置目标温度，实现温度梯度和模拟实际冻土环境。内部轴室22放置有温度探头，可以实时测量土样温度。
[0017]按照规范描述的标准制备试样的方法，制作扰动土土样模型。试样的安装，应按照下列步骤:
[0018]步骤1)在内部轴室22的底座上，依次放上透水石5、土样6及不透水试样帽，将橡皮膜用承膜桶套在土样6外，并用橡皮圈将橡皮膜两端与底座及不透水试样帽分别扎紧。
[0019]步骤2)将内部轴室22顶头活塞13提高，放下上盘帽12，将活塞13对准试样中心，并均匀的拧紧底盘1连接螺丝。向内部轴室22内注满冷冻液，待内部轴室22顶部排气(水)孔有水溢出，拧紧排气(水)孔。根据实验方案，向冷浴液注入冷浴循环室内，设定冷浴机目标温度，并循环24小时，稳定土样6温度。
[0020]步骤3)打开计算机及控制软件，根据实验方案，设定内部轴室22内的围压大小和动荷载加载参数，进行试验。
[0021]步骤4)当达到既定的破坏标准时，停止实验，将内部轴室22和冷浴循环室8中的冷冻液回流到水箱中，关闭油泵，关闭软件，将数据拷出，将试样拆除，实验结束。
[0022]以上对本发明所提供的一种低温动三轴仪进行详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【权利要求】
1.一种低温动三轴仪，其特征在于:包括底盘及底盘上设有的下盘座，底盘侧面分别设有围压直接接口和孔隙水压力测压接口，下盘座侧面分别设有下盘冷浴循环入口和下盘冷浴循环出口，下盘座上方设有内部轴室，内部轴室底部设有透水石，透水石上方设有土样，内部轴室顶部设有上盘帽，上盘帽与下盘座分别设有接头并通过胶管连接，内部轴室外围设有外部轴室，外部轴室外围设有冷浴循环室，冷浴循环室外围设有拉杆，冷浴循环室侧面分别设有周围冷浴循环入口和周围冷浴循环出口，贯穿外部轴室、冷浴循环室和上盘帽两侧分别设有上盘冷浴循环入口和上盘冷浴循环出口，上盘帽上方设有活塞，活塞通过球头螺钉固定，活塞外围设有压力室上盖。
【文档编号】G01N3/18GK103728185SQ201310753211
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】刘建坤, 李旭, 田亚护, 沈宇鹏, 崔颖辉, 刘景宇, 王鹏程, 吕鹏 申请人:北京交通大学