[发明专利]基于干湿循环条件的大型侧限压缩试验和剪切试验一体机

权利要求书

1.基于干湿循环条件的大型侧限压缩试验和剪切试验一体机，其特征在于，所述一体机包括：

水容器，所述水容器顶部具有可供充水装置向内注水的敞口，底部具有可打开和关闭的排水管；

侧限位壁，所述侧限位壁布置于所述水容器内部，与所述水容器底面彼此间隔适当的距离；在所述侧限位壁顶部和该距离空间内分别布置可供水流通过的上透水石和下透水石，使得上透水石、侧限位壁以及下透水石三者之间合围形成供填筑测试土样的围限空间；

充排气系统，所述充排气系统包括供气装置、底端穿过上透水石并伸至土样顶面上方的进气管和顶端穿过下透水石并伸至土样底面下方的出气管，通过供气装置对进气管顶端持续输入热气可使得气流由上至下穿过土样从下方出气管排出；

液压升降系统，所述液压升降系统通过下移升降台按压加压力臂，可带动加压板和上透水石向下移动对土样进行竖向施压；

动力剪切系统，所述动力剪切系统包括电机、底端穿过上透水石并伸入土样内适当位置的转轴和与转轴该端固接的剪切板，通过电机带动转轴顶端旋转使得剪切板对附近土样进行剪切作用；

以及监测控制系统；

所述水容器底面由支座直接架于框架基座上，框架两侧的立柱用于传递液压升降系统反施给它的作用力，其基座作为水容器及其内部试验设备的支撑平台。

2.根据权利要求1所述的基于干湿循环条件的大型侧限压缩试验和剪切试验一体机，其特征在于：所述液压升降系统包括变频器、设于框架立柱上的液压升降机、受液压升降机控制可上下移动的升降台、覆设于所述上透水石顶面的加压板和竖向固设于所述加压板顶面的加压力臂，通过变频器驱动所述升降台下移对加压力臂施压，使得加压板和上透水石被动受压实现对下部土样的竖向荷载。

3.根据权利要求2所述的基于干湿循环条件的大型侧限压缩试验和剪切试验一体机，其特征在于：所述电机以转轴为对称轴呈左右对称布置于升降台底面，并可沿固设于升降台底面的电机滑轨左右移动，可通过电机齿轮与转轴齿轮啮合进行剪切试验。

4.根据权利要求2所述的基于干湿循环条件的大型侧限压缩试验和剪切试验一体机，其特征在于：所述加压板和上透水石边界吻合，所述进气管从加压板和上透水石中穿过，底端与上集气板仓相连，形成整体；所述出气管顶端与下集气板仓相连，底端从下透水石和水容器底部穿出。

5.根据权利要求4所述的基于干湿循环条件的大型侧限压缩试验和剪切试验一体机，其特征在于：所述转轴外部套设有套管，且加压板和上透水石的中部开有圆孔可供转轴及套管通过。

6.根据权利要求1所述的基于干湿循环条件的大型侧限压缩试验和剪切试验一体机，其特征在于：还包括与土样上下界面分别接触的顶层滤网和底层滤网、与顶层滤网上表面接触的上集气板仓和与底层滤网下表面接触的下集气板仓，所述上集气板仓和下集气板仓分别与进气管和出气管接通。

7.根据权利要求6所述的基于干湿循环条件的大型侧限压缩试验和剪切试验一体机，其特征在于：所述顶层滤网、底层滤网、上集气板仓和下集气板均嵌入侧限位壁的内侧壁上。

8.根据权利要求6所述的基于干湿循环条件的大型侧限压缩试验和剪切试验一体机，其特征在于：所述上集气板仓和下集气板仓的表面均开设有容许气体及水体穿过的孔洞，且分别与上透水石和下透水石接触。

9.根据权利要求1所述的基于干湿循环条件的大型侧限压缩试验和剪切试验一体机，其特征在于：所述供气装置采用受监测控制系统控制的热气泵，该热气泵通过热气管对进气管顶端持续输入热气。

10.根据权利要求1所述的基于干湿循环条件的大型侧限压缩试验和剪切试验一体机，其特征在于：所述侧限位壁呈桶形，通过支脚立于水容器底面上。

11.根据权利要求1～10任一项所述的基于干湿循环条件的大型侧限压缩试验和剪切试验一体机，其特征在于：监测控制系统包括计算机、信号传输电缆、变频器、湿度计、压力传感器、位移传感器、压力计、应变片以及蒸馏水阀门，其中湿度计置于土样内测其湿度，压力传感器设于升降台和加压力臂之间测竖向压力值，位移传感器安装于升降台底侧，安于转动轴齿轮表面的压力计用于监测电机齿轮传递给转轴齿轮的压力，应变片则设置于剪切板的棱边上，信号传输电缆连接计算机控制系统和所有监测传感设备，可将监测值实时反馈给计算机进行数据储存，以方便计算机及时做出指令对仪器各功能部件进行伺服控制。