[发明专利]一种真三轴试验设备

说明书

本发明公开了一种真三轴试验设备，涉及力学试验设备领域，该试验设备包括：常规三轴试验机，常规三轴试验机内部设有加压试验台；加压试验台包括底座、压头、围压室与内压力室，内压力室和围压室分别与油压加载机构连通且内压力室和围压室内部均充满液压油；试样相对的两侧面相接有侧向压板，侧向压板通过传力机构与内压力室相连，试样的中间主应力通过侧向压板施加，试样的最小主应力通过围压室内的液压油施加，试样的最大主应力通过压头施加。该试验设备通过对立方体试样的三个轴向施加可实时调节、监测的荷载代替真三轴试验机，极大地降低了进行真三轴试验的设备要求，而且可以得到真实性很高的试验结果和数据。

技术领域

本发明涉及力学试验设备领域，尤其涉及一种真三轴试验设备。

背景技术

随着深部地下工程的发展，硐室围岩力学特性的研究有了更高要求，岩石类材料在真三轴条件下的力学响应需被深入研究，为研究其变形破坏特征、揭示破裂机理、发展力学理论、指导工程设计施工提供依据。为研究岩石类材料在真三轴条件下的力学特性，研发制作了真三轴设备，但真三轴设备不仅价格昂贵、而且设备体积大，与现有的常规三轴试验设备构造差异大，其配套使用设备需要重新配置，使得原有设备无法得到充分使用，常规三轴试验机(如MTS压力伺服试验机)虽有较为成熟的操控系统、伺服系统、测量系统，但无法完成真三轴试验，因此未能得到各大研究机构的广泛应用。

发明内容

本发明提供了一种真三轴试验设备，用于将常规三轴试验机扩展为具有真三轴试验机功能的设备。

一种真三轴试验设备，包括常规三轴试验机，常规三轴试验机内部设有加压试验台；

加压试验台包括用于放置试样的底座、对试样施加最大主应力的压头、对试样施加侧向压力的围压室，围压室内部设有内压力室，内压力室和围压室分别与油压加载机构连通且内压力室和围压室内部均充满液压油；

试样相对的两侧面相接有侧向压板，侧向压板通过传力机构与内压力室相连，试样的中间主应力通过侧向压板施加；试样的最小主应力通过围压室内的液压油施加；

加压试验台上还连接有数据采集器与伺服控制机构，数据采集器、伺服控制机构通过数据传输线与操控系统相连接。

采用上述技术方案的有益效果：本发明的真三轴试验设备在常规三轴试验机的基础上，对常规三轴试验机的加压试验台进行改进并配合现有的数据采集器、油压加载机构、伺服控制机构与操控系统模拟真三轴试验机，对试样进行真三轴加载试验，试样的最大主应力方向通过压头施加压力，试样的最小主应力通过围压室内的液压油施加，试样的中间主应力由内压力室的传力机构通过侧向压板施加，各个方向的主应力均可以实时监测和调节，通过该设备可将常规三轴试验机改造为具有真三轴试验机功能的设备，不仅可以节约试验设备成本，而且可以充分利用现有设备。

进一步地，上述围压室由围压室侧壁与围压室上盖构成封闭空间，底座上设有贯通至围压室内部的围压室进油孔，围压室上盖上设有围压室出油孔与出线孔，围压室出油孔与上盖板上的回油管连通。

采用上述技术方案的有益效果：围压室为密闭空间并连通液压油输送管道，通过向围压室内注入液压油加压，排放液压油卸除荷载，通过液压油可以均匀的对试样侧面施加压力，避免了试样受压面上的荷载不均。

进一步地，上述围压室侧壁与底座密封连接，围压室上盖的外侧设有上盖板，上盖板、围压室上盖与底座通过拉杆连接为一体。

进一步地，上述内压力室由内压力室壁与内压力室侧盖构成封闭空间，两者通过连接螺杆密封连接；内压力室壁上设有内压力室进油孔、内压力室回油孔与内压力室出线孔，内压力室进油孔连接有内压力室进油管，内压力室回油孔连接有内压力室回油管。