本发明涉及三轴试验设备,尤其涉及无反力架粗粒土三轴仪。
背景技术:
1、粗粒土三轴试验是研究粗粒土力学性能的重要手段之一。传统的三轴试验仪通常采用刚性回字形框架结构,通过施加轴向和径向压力来模拟实际工况。然而,现有的三轴试验仪存在设备体积庞大、重量较重、不便于移动等问题。此外,试验过程中需要频繁的人力干预,例如试样的安装和拆卸、压力室的装配等,这些操作不仅耗时耗力,而且容易导致试验误差,影响试验结果的准确性。
2、公开号为cn117740554a的中国发明专利公开了一种可移动式数智化岩石三轴试验系统,其通过试样安装臂实现试样本体的安装与拆卸,并且耦合舱主体以及耦合舱安装架整体体积较小,实现了产品轻量小型化,利用升降装置以及卡箍锁紧装置可以实现耦合舱壳体的升降等智能化功能。其中,耦合舱壳体的升降是依靠耦合舱安装架内的壳体升降油缸与导向杆共同组成三点支撑,实现耦合舱壳体自动平稳升降。其不足之处在于:1、耦合舱壳体只能升降而无法移动到另一工位,此时试样的装卸位置有限,导致试样的装卸困难;2、其未设计用于测量加载于样品的荷载测量装置,而传统的测量方式是将传感器安装在压力室外部,此时会将活塞摩擦力一并计入荷载,导致摩擦力引起测量误差。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术存在的不足之处,本发明旨在提供一种具有旋转移位功能、传感器集成在压力室顶盖内部的新型无反力架粗粒土三轴试验仪,不仅可以简化试验操作流程,提高试验效率,还可以减少人为干预带来的误差,确保试验数据的准确性和可靠性,从而为工程设计提供更为科学的数据支持。
2、为了实现上述发明目的,本发明提供的技术方案包括:
3、无反力架粗粒土三轴仪,包括支架,设置于所述支架上的压力室本体,所述压力室本体包括压力室底座和压力室外壳,所述压力室底座与所述支架固定连接,所述压力室底座下端设置有用于对试样施加轴向应力的轴向加载装置,所述压力室底座外侧还设有用于连接所述压力室底座和压力室外壳的锁紧装置,还包括:
4、设置于所述压力室本体外侧的所述支架上的吊装旋转装置,所述吊装旋转装置包括伸缩件,设置于所述伸缩件靠近支架一端并与所述支架连接用于驱动所述伸缩件旋转的旋转件,设置于所述伸缩件远离支架一端并与所述压力室外壳的顶部连接的吊装臂;
5、所述压力室外壳的顶部设置有与所述吊装臂连接的压力室顶盖,所述压力室顶盖内设置有用于获取荷载加载数据的荷载测量装置。
6、在一些较优的实施例中,所述压力室顶盖包括:
7、底部具有空腔的盖体,所述空腔用于容纳所述荷载测量装置;与所述盖体底部连接、用于密封所述空腔的盖板。
8、在一些较优的实施例中,所述压力室顶盖还包括:贯穿所述盖板且一端与所述荷载测量装置抵接、另一端用于与所述试样帽抵接的传力件。
9、在一些较优的实施例中,所述压力室顶盖在靠近所述盖板的侧壁上设置有用于连通所述空腔与外部空间的泄水流道。
10、在一些较优的实施例中,所述盖板与所述盖体之间设置有至少一个密封圈。
11、在一些较优的实施例中,所述旋转件包括:
12、设置于所述支架上的驱动件;与所述驱动件输出端连接的旋转组件;与所述旋转组件连接的安装座,所述安装座与所述伸缩件连接。
13、有益效果
14、1、简化试验操作:通过设计吊装旋转装置,实现压力室外壳的灵活提升和旋转,使得试样的安装和压力室的密封操作更加简便快捷。操作人员无需繁琐的人力操作,大大缩短了试样制作和安装的时间,从而显著提高了试验效率。吊装旋转装置通过机械化操作减少了对人力的依赖,降低了操作人员的劳动强度。同时,减少了由于操作复杂性带来的安全风险,改善了工作环境,提高了操作的安全性和舒适性。
15、2、提高数据准确性:通过将荷载测量装置集成在压力室顶盖内,有效避免了传统设置方式中由于摩擦力干扰导致的数据误差问题。集成设计不仅提高了数据采集的准确性,还增强了传感器的耐用性,确保了试验过程中的数据可靠性。
16、3、优化设备结构:采用无反力架设计,使整个试验装置结构紧凑、体积小、重量轻,便于设备的移动和布置,特别适用于实验室和现场试验环境中空间受限的情况。
17、4、增强设备耐用性:在压力室顶盖的盖体与盖板之间设置密封圈,确保压力室的密封性能,在传感器安装位置设计有泄水流道,当密封盖板由于密封圈老化引起密封失效进水时,泄露的水通过该流道漏出,不会淹至传感器,降低了传感器的损坏风险,提高设备的耐用性和使用寿命。
1.无反力架粗粒土三轴仪,包括支架(1),设置于所述支架(1)上的压力室本体,所述压力室本体包括压力室底座(2)和压力室外壳(3),所述压力室底座(2)与所述支架(1)固定连接,所述压力室底座(2)下端设置有用于对试样(14)施加轴向应力的轴向加载装置(4),所述压力室底座(2)外侧还设有用于连接所述压力室底座(2)和压力室外壳(3)的锁紧装置(5),其特征在于,还包括:
2.如权利要求1所述的无反力架粗粒土三轴仪,其特征在于,所述压力室顶盖(9)包括:
3.如权利要求2所述的无反力架粗粒土三轴仪,其特征在于,所述压力室顶盖(9)还包括:贯穿所述盖板(11)且一端与所述荷载测量装置(10)抵接、另一端用于与所述试样帽(15)抵接的传力件(12)。
4.如权利要求2或3所述的无反力架粗粒土三轴仪,其特征在于,所述压力室顶盖(9)在靠近所述盖板(11)的侧壁上设置有用于连通所述空腔与外部空间的泄水流道(13)。
5.如权利要求2所述的无反力架粗粒土三轴仪,其特征在于:所述盖板(11)与所述盖体之间设置有至少一个密封圈。
6.如权利要求1所述的无反力架粗粒土三轴仪,其特征在于,所述旋转件(7)包括: