一种平面应变侧向应变控制三轴仪的制作方法

本实用新型涉及土壤检测设备技术领域，具体为一种平面应变侧向应变控制三轴仪。

背景技术：

三轴仪是进行剪切试验的设备，用于测定粘性土、粉土与砂类土等土样的抗剪强度，国家规定用三轴剪切试验替代直剪试验。

传统的三轴仪主要是通过向示三轴仪的三轴压力室中的土样施加压力，进而测定土样的变形特性与强度特性，但它在实际使用的过程中仍存在以下弊端：

1.在压力室中对土样施加压力时，压力是直接与土样表面接触，由于装置的配合误差与加工误差，使得土样表面各点受到不同的压力，导致测量结果不够精准；

2.三周压力室只能对土样的上下两面施压，不能对土样的侧面施压，测试的方位过于单一，对比性差。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种平面应变侧向应变控制三轴仪，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种平面应变侧向应变控制三轴仪,包括安装座、安装座左端所设置的固定座、固定座上端所匹配安装的缸座以及缸座内所匹配安装的压力缸，所述缸座的主体为圆柱体结构，且缸座的上端设有圆柱形凹槽，所述圆柱形凹槽的中间设有圆柱形管状结构的定位柱，所述压力缸为圆柱体桶状结构，所述压力缸的底部设有与缸座上的定位柱相套配的承压座，所述承压座的上端匹配安装有圆柱形结构的下安装板，所述下安装板与承压座之间设有下压力腔；

所述压力缸的上端匹配安装有管状结构的固定筒，所述固定筒的圆管内匹配安装有施压座，所述施压座的下端匹配安装有圆柱形结构的上安装板，所述上安装板与施压座之间设有上压力腔，所述上安装板与下安装板之间设有橡皮囊，所述橡皮囊的外部设有压力传感器；

所述压力缸的上端面上设有三个传感器安装座，所述传感器安装座上分别匹配安装有压力传感器的接头和两个位移传感器；

所述压力缸的两侧分别设有进水管与出水管；

所述施压座的上端匹配安装有承压杆；

所述安装座的右端设有旋转座，所述旋转座内匹配安装有旋转支架，所述旋转支架的端部匹配安装有伺服电缸，所述伺服电缸的主轴上匹配安装有压力杆。

优选的，所述压力缸外圆的底部与缸座上的圆柱形凹槽螺接在一起，所述压力缸的内壁与承压座的外圆为滑动密封连接。

优选的，所述施压座的上下两端均为圆柱形槽体结构，且施压座的下端槽体与上安装板的外圆为滑动密封连接，所述施压座的上端槽体与承压杆的下端外圆为螺纹连接结构。

优选的，所述承压座的上下两端均为圆柱形槽体结构，且承压座的上端槽体与下安装板的外圆为滑动密封连接。

优选的，所述旋转座与旋转支架之间为转动配合连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型结构设置合理，功能性强，具有以下优点：

1.施压座与上安装板之的配合、承压座与下安装板之间的配合均为滑动密封配合，且施压座与上安装板之间设有上压力腔，承压座与下安装板之间设有向下压力腔，这种结构使避免了压力传导不均，使得测量误差更小，提高了测量的精准度；

2.固定筒的内壁与施压座的外圆之间为滑动密封配合，这种结构在进水管向压力缸内排水施压时，此时土样上部分的上安装板带动施压座在固定筒内向上滑动，产生位移动作，实现侧应力的测量。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图中：1安装座、2固定座、3旋转座、4缸座、5压力缸、6承压座、7下安装板、8下压力腔、9固定筒、10施压座、11上安装板、12上压力腔、13橡皮囊、14压力传感器、15传感器安装座、16位移传感器、17承压杆、18旋转支架、19压力杆、20伺服电缸、21进水管、22出水管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种平面应变侧向应变控制三轴仪,包括安装座1、安装座1左端所设置的固定座2、固定座2上端所匹配安装的缸座4以及缸座4内所匹配安装的压力缸5，缸座4的主体为圆柱体结构，且缸座4的上端设有圆柱形凹槽，圆柱形凹槽的中间设有圆柱形管状结构的定位柱，压力缸5为圆柱体桶状结构，压力缸5的底部设有与缸座4上的定位柱相套配的承压座6，承压座6的上端匹配安装有圆柱形结构的下安装板7，下安装板7与承压座6之间设有下压力腔8，当压力从承压座6传导到下压力腔8内时，下压力腔8内的各处压力保持一致，进而传导到下安装板7上的压力各处一致；

压力缸5的上端匹配安装有管状结构的固定筒9，固定筒的圆管内匹配安装有施压座10，施压座10的下端匹配安装有圆柱形结构的上安装板11，上安装板11与施压座10之间设有上压力腔12，当压力从施压座10传导到上压力腔12内时，上压力腔12内的各处压力保持一致，进而传导到上安装板11上的压力各处一致，上安装板11与下安装板7之间设有橡皮囊13，橡皮囊13的外部设有压力传感器14，此处压力传感器14可选为HXT204D-15型宏鑫泰压力传感器；

压力缸5的上端面上设有三个传感器安装座15，传感器安装座15上分别匹配安装有压力传感器14的接头和两个位移传感器16，位移传感器16可选为KSC型fiaye 位移传感器；

压力缸5的两侧分别设有进水管21与出水管22，其中，通过进水管21向压力缸5内排水加压，通过出水管22将压力缸5内的水向外排水降压；

施压座10的上端匹配安装有承压杆17；

安装座1的右端设有旋转座3，旋转座3内匹配安装有旋转支架18，旋转支架18的端部匹配安装有伺服电缸20，伺服电缸20的主轴上匹配安装有压力杆19，其中，通过伺服电缸20控制压力杆19相对承压杆17施加压力。

进一步的，压力缸5外圆的底部与缸座4上的圆柱形凹槽螺接在一起，压力缸5的内壁与承压座6的外圆为滑动密封连接。

进一步的，施压座10的上下两端均为圆柱形槽体结构，且施压座10的下端槽体与上安装板11的外圆为滑动密封连接，这种滑动密封结构使得橡皮囊13内的土样的上端受力时，压力会经由上压力腔12间接传导到土样的上端面上，保证了了上压力腔12传导压力时会保证各向压力的一致性，进而保证土样测量的准确性，施压座10的上端槽体与承压杆17的下端外圆为螺纹连接结构。

进一步的，承压座6的上下两端均为圆柱形槽体结构，且承压座6的上端槽体与下安装板7的外圆为滑动密封连接，这种滑动密封结构使得橡皮囊13内的土样的下端受力时，压力会经由下压力腔8间接传导到土样的下端面上，保证了了下压力腔8传导压力时会保证各向压力的一致性，进而保证土样测量的准确性。

进一步的，旋转座3与旋转支架18之间为转动配合连接，使得旋转支架18可绕旋转座3旋转，将压力缸5上端的空间避让开来，方便压力缸5内的土样的安放或者替换。

工作原理：测试时，通过伺服电缸20带动压力杆19向承压杆17施压压力，此时上安装板11与下安装板7之间的橡皮囊13内的土样的上下两端均受到压力作用，土样上端的压力是经由施压座10传导到上压力腔12内，传导到上压力腔腔12内的压力会保持各向一致性，进而由上压力腔12传导到上安装板11再传导到土样上端面的压力也保持各向一致性，同理土样下端的压力是经由承压座6传导到下压力腔8，传导到下压力腔8内的压力会保持各向一致性，进而由下压力腔8传导到下安装板7再传导到土样下端面的压力也能保持各向一致性，这样施加的压力更加均衡统一，测量结果更加精准，而通过进水管21向压力缸5内排水加压，橡皮囊13内的土样在外部压力作用下会向上伸长，进而产生一个向上的推力，推力推动上安装板11带动施压座10在固定筒9内向上运动，进而完成对土样侧应力的测试。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。