[发明专利]微机控制真三轴冻土试验机

说明书

本发明涉及一种微机控制真三轴冻土试验机，由整体加载框架、浮动加载框架Y、导轨、加长压杆、试样车移动装置、试样夹具、数据采集软件等组成，还包括控制系统、低温试验箱、控温柜。冻土力学的研究对我国具有深远意义：首先，我国有着广大的冻土区，其次，地下工程的发展，冻结法扮演及其重要的角色。因此，研发冻土仪器非常重要，这样才能对冻土力学性质进行研究，对实际工程进行预测。本发明解决了下述问题：其一，降低了因现场施工地点、造价、时间等一系列因素对冻土研究的局限性，方便了研究人员对冻土展开大量研究；其二，该试验仪能够更真实地反应冻土真实应力水平，对冻土力学规律的研究更加准确、严谨。

技术领域

本发明涉及一种真三轴试验机，具体是一种模拟土体冻结及复杂应力条件下的真三轴冻土试验机。

背景技术

随着社会需求的不断增长，研究土体冻结的性质尤为重要。一方面中国具有广大的季节冻土和多年冻土区，在冻土区进行工程建设，就必须深入研究冻土的力学性质，以确保冻土地基上工程建筑物的稳定性；另一方面人类生产力的发展和科学技术的进步，地下铁路、地下隧道、越江越海隧道越来越多，人工冻结法施工崭露头角，变成地下工程主要手段之一，所以研究冻土性质刻不容缓。然而利用冻结法的工程往往困难程度高，工程造价昂贵。

冻土即温度为0℃或低于0℃的土和岩石。冰作为胶结材料，将相邻土颗粒或岩块体胶结连接而结构体的强度增大，同时降低其透水性。相比于普通土体而言，由于温度等影响，冻土性质的研究更加困难，利用真三轴试验仪对冻土进行冻土力学规律的研究，更真实地接近冻土的真实应力状态。但是真三轴仪原理复杂，研制价格较为昂贵，冻土力学和土工测试技术发展水平的限制，所以冻土真三轴的研究还有很长的路。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以模拟土体冻结及其复杂应力边界条件的真三轴冻土试验机。该微机控制真三轴冻土试验机，可以对现场冻土工程土体性质进行室内模拟研究，降低冻土工程的工程造价；可以更真实地接近冻土的真实应力状态，对冻土进行冻土力学规律的研究。

本发明实现发明目的采用如下技术方案：

一种微机控制真三轴冻土试验机，由整体加载框架、浮动加载框架Y、导轨、加长压杆、试样车移动装置、试样夹具、数据采集软件等组成，还包括控制系统、低温试验箱、控温柜。

作为优选，本发明提供的一种整体加载框架，而竖向加载系统和水平加载系统(X方向)同在该框架内，上下分别装有加载油缸，活塞上装有力传感器和压板，整体加载框架两个立柱分别装有加载油缸，活塞上装有力传感器和压板，可以实现Z向和X向力的监测和控制。

作为优选，本发明提供的一种浮动加载框架Y，由四柱、前压板、后两个压板、加载油缸、力传感器、压板等组成，浮动框架在导轨上移动通过小油缸拉动用手动盒来控制，可以实现Y向力的监测和控制。

作为优选，本发明提供的一种导轨，装置包含两组导轨，一组(内侧)导轨低温试验箱、低温试验箱控制柜在导轨上人为移动，装试样时低温箱推出加载框架，打开低温箱门，试验车推进低温箱，固定在中心位置，关上低温箱门，推入加载框架内；另一组(外侧)导轨浮动加载框架在导轨上移动，可以实现试验的易操作化，解放人力。

作为优选，本发明提供的一种加长压杆，用来加长低温箱上的压杆和Y方向油缸距离，做实验时用上面吊装油缸从浮动框架支撑框架内吊出转90度放在导轨上，做完实验后再吊起转90度落在框架内。

作为优选，本发明提供的一种试验车移动装置，由底板、调平螺钉、调平螺钉垫、直线导轨、试样夹具支架、试样夹具、方导轨组成，两个方形导轨通过调平螺钉与低温箱内的导轨调整到同一个水平位置，试样夹具装好后推倒试验箱内，再把两个方形导轨撤出，提高试验效率和节省人力。