恒定侧向刚度真三轴试验装置及其试验方法

文档序号:29852084发布日期:2022-04-30 08:10阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种恒定侧向刚度真三轴试验装置,其特征在于,包括用于给岩石试件施加轴向压力的轴向压力加载系统、给岩石试件施加第一水平方向压力和第二水平方向压力的水平方向加载系统、用于监测岩石试件所承受轴向压力大小的轴向压力监测系统、用于监测岩石试件所承受第一水平方向压力大小的第一水平方向压力监测系统、用于监测岩石试件所承受第二水平方向压力大小的第二水平方向压力监测系统、用于测量岩石试件轴向变形大小的轴向变形测量系统、用于测量岩石试件第一水平方向变形大小的第一水平方向变形测量系统、用于测量岩石试件第二水平方向变形大小的第二水平方向变形测量系统及计算机控制系统,所述计算机控制系统分别与轴向压力加载系统、水平方向加载系统,轴向压力监测系统,第一水平方向压力监测系统、第二水平方向压力监测系统、轴向变形测量系统、第一水平方向变形测量系统、第二水平方向变形测量系统电连接;所述轴向压力加载系统包括第一液压油缸、用于驱动第一液压油缸的第一伺服油源和第一加载框架,所述第一液压油缸固定在第一加载框架上;所述水平方向加载系统包括第二加载框架、用于施加第一水平方向压力的第二液压油缸、用于驱动第二液压油缸的第二伺服油源、用于施加第二水平方向压力的第三液压油缸、用于驱动第三液压油缸的第三伺服油源,所述第二液压油缸和第三液压油缸分别固定在第二加载框架上;所述轴向压力监测系统包括用于监测岩石试件承受轴向压力大小的第一压力传感器和第一压力数据采集仪,第一压力数据采集仪记录岩石试件轴压数据后并将其传递至计算机控制系统;所述第一水平方向压力监测系统包括用于监测岩石试件所承受第一水平方向压力大小的第二压力传感器和第二压力数据采集仪,所述第二压力数据采集仪记录岩石试件第一水平方向上的压力数据后并将其传递至计算机控制系统;所述第二水平方向压力监测系统包括用于监测岩石试件所承受第二水平方向压力大小的第三压力传感器和第三压力数据采集仪,所述第三压力数据采集仪记录岩石试件第二水平方向上的压力数据后并将其传递至计算机控制系统;所述轴向变形测量系统包括第一位移计以及第一位移数据采集仪,所述第一位移数据采集仪记录岩石试件变形数据后并将其传递至计算机控制系统;所述第一水平方向变形测量系统包括第二位移计以及第二位移数据采集仪,所述第二位移数据采集仪记录岩石试件变形数据后并将其传递至计算机控制系统;所述第二水平方向变形测量系统包括第三位移计和第三位移数据采集仪,所述第三位移数据采集仪记录岩石试件变形数据后并将其传递至计算机控制系统。2.根据权利要求1所述的一种恒定侧向刚度真三轴试验装置,其特征在于,所述计算机控制系统包括计算机、控制软件、数据总线和控制器,所述数据总线用于在计算机和控制器之间进行数据格式转换和传输,以及向计算机传输各监测数据,所述的控制器通过数据总线接收计算机指令,根据指令控制轴向压力加载系统、水平方向加载系统按照特定的路径进行加载。3.根据权利要求1所述的一种恒定侧向刚度真三轴试验装置,其特征在于,所述的非均匀加载装置设置在加载岩石试件表面,包括至少两种不同弹性模量的材料,两种材料分布在贯穿整个非均匀加载装置上下的斜面的两侧。
4.一种利用如权利要求1或2所述的一种恒定侧向刚度真三轴试验装置的试验方法,其特征在于,包括步骤如下:(1)首先,选用呈立方体的岩石试件放置于试验系统加载位置;(2)然后通过水平方向加载系统对岩石试件施加围压;(3)再借助轴向压力加载系统对岩石试件施加轴向压力 ;(4)在施加轴向压力的过程中实时测量岩石试件的侧向变形,计算机控制系统根据侧向变形计算为了保持恒定侧向刚度所需要的围压,进而发出指令不断修正围压的大小,直至试验结束;(5)最后,得到试验过程中记录和输出岩石试件在各个方向的变形和压力数据。

技术总结
本发明提供一种恒定侧向刚度真三轴试验装置,包括用于给岩石试件施加轴向压力的轴向压力加载系统、水平方向加载系统、用于监测岩石试件所承受轴向压力大小的轴向压力监测系统、用于监测岩石试件所承受第一水平方向压力大小的第一水平方向压力监测系统、用于监测岩石试件所承受第二水平方向压力大小的第二水平方向压力监测系统、用于测量岩石试件轴向变形大小的轴向变形测量系统、用于测量岩石试件第一水平方向变形大小的第一水平方向变形测量系统、用于测量岩石试件第二水平方向变形大小的第二水平方向变形测量系统及计算机控制系统。本发明能够更真实的再现和测试岩石在工程现场的物理力学性质,为岩土工程的设计和施工提供更准确的数据。工提供更准确的数据。工提供更准确的数据。


技术研发人员:吴学震 蒋宇静 王刚 关振长 李博
受保护的技术使用者:山东科技大学
技术研发日:2022.01.27
技术公布日:2022/4/29
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