專利名稱：一種三軸試驗裝置的制作方法
技術領域：
發明領域本實用新型涉及一種三軸試驗裝置。
本實用新型提供一種自動和連續地測定松軟材料受壓縮時體積改變的裝置，該裝置包括一個具有柔韌膜壁的細長容器，土樣裝在該容器內，該裝置還包括；讓水和氣體從內部逸出的通氣孔；環繞該容器的密封內腔，在使用中該內腔充滿水；環繞該內腔的外腔，在使用中外腔也充滿水；該裝置還包括用于提供和保持內腔充滿脫氣水的供水單元和水量計，在壓縮土樣的過程中，由該水量計輸送并測量的水量等于土樣的體積改變量。
縱向壓縮容器和土樣的裝置最好包括一個伸展穿過內腔和外腔并抵靠在該容器頂蓋上的機械夯具，以及一個裝在容器上方和該內腔內的用于該夯具的載荷傳感器。
該夯具可為一空心管，該載荷傳感器輸送載荷電信號，該夯具包括從該空心管的內部穿過的載荷傳感器的電纜。
內裝土樣10的橡膠膜容器13具有兩個通氣管20和21，下壓夯桿14壓縮該容器時，空氣和水可經過通氣管20和21從該容器內部逸出。該三軸試驗裝置還具有向內腔19注水的供水管22。
在使用時，橡膠膜容器13裝滿土樣并被置于內腔19內，然后用供水管22往內腔19內注水直至水位到達其頂蓋18下面。對夯桿14施加預定的載荷來壓縮裝有土樣10的容器13。容器13受壓變形，空氣和水被擠壓出該土樣，同時也改變了該容器的有效體積。手動并目視地控制通過供水管進入該內腔的水量，從而將水位保持或重建在頂蓋18之下的初始水位。在壓縮土樣過程中，輸水量表示該土樣的體積改變量。至此所敘述的裝置可用于實驗室中做三軸試驗，用于進行某些未飽和土樣的體積改變的測量。
參見圖2，本實用新型的新型三軸試驗裝置利用了一些已知的和已敘述過的部件，除了內腔190為密封的和使用了一個中空的夯桿140，該夯桿140滑動通過該內腔的頂蓋180上的孔170。電的載荷傳感器100裝在夯桿140和容器10的頂蓋11之間。該傳感器的導線101從夯桿140的內部穿過。另外，在供水管22上裝有水量計102和水泵103，用于將水輸送到內腔190中。
在圖2所示的裝置的使用過程中，土樣和前述一樣經壓縮排出空氣和水分，不過在此實例中，外腔160和內腔190一開始就完全充滿了脫氣水。當在夯桿140上施加載荷時，容器13和土樣10以

圖1中相同的方式變形，但一直盛有脫氣水的內腔190由水泵103的運行而自動保持其充滿狀態。這是可能實現的，因為水泵可自動地從內腔190中泵出或泵入水，由于內腔190密封，該泵對內腔190內的水施加一定的壓力。(而圖1中的內腔19是不可能實現的這種情況，因為如果使用像水泵103的泵，水很簡單地會從內腔19的頂蓋溢出來)。在壓縮過程中，可從水量計上讀數，從而測定流進或流出內腔190的水量，該水量等于土樣體積改變量。
可以理解到，由水泵103施加的整個或“一定”的壓力與用于通過輸水管104注入到外腔160內所施加的壓力相配合。其結果是，在該裝置的正常使用中，水不會自發地從內腔190泄漏到外腔160去。另外，由于內腔190每邊承受的壓力相同，其壁不會變形，也就不會在壓縮土樣10時干擾水泵103輸送水量的測量，并允許土樣的試驗能在不同壓力下進行，如果需要可在與以前圖1示出的類似裝置的工作壓力相比高出很多的壓力下進行。
負載傳感器100所處的位置使其能測出施加在土樣上的實際壓縮載荷。也就是說，檢測到壓縮載荷具有獨立性并且不會因任何偏差而改變，其中，該偏差是因產生于夯桿140和外腔160、內腔190之間的粘附(或摩擦)造成的。
在圖2中所示的裝置，不僅僅適用于土樣的試驗，也適用于松軟石塊、集料和其他材料、以及不同材料的混合物的試驗。
權利要求1.一種自動和連續地測定松軟物質樣品受壓時的體積改變的裝置，所述裝置包括一個具有柔軟膜壁的細長容器，所述樣品裝在所述容器內，所述裝置還包括讓水和氣體從所述容器內部逸出的通氣孔以及環繞所述容器的密封內腔，在使用中所述內腔注有水，所述裝置還包括環繞所述內腔的外腔，在使用中所述外腔也注有水，其特征在于所述裝置還包括用來向所述內腔供水并保持所述內腔充滿脫氣水的供水單元，和用來在壓縮所述樣品的過程中測量由所述供水單元輸送的水的體積的水量計，所述水量計測得的水量等于所述樣品受壓過程中的體積改變量。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，用來縱向壓縮所述容器和所述樣品的機構包括一個穿過所述內腔和所述外腔并抵靠在所述容器頂蓋上的機械壓頭以及一個裝在所述容器上方及所述內腔之內的壓頭載荷傳感器。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述壓頭可為一空心管，所述載荷傳感器輸送電子載荷信號，所述載荷傳感器的電纜從所述空心管的內部穿過。
專利摘要一種用于三軸試驗的自動和連續地測定土樣受壓時體積改變的裝置，包括一個具有柔韌橡膠膜壁的容器13，土樣10裝在所述容器內。在樣品上加上一個載荷排出樣品中空氣和水分。在樣品受壓過程中，通過將水泵進或泵出內腔190來測量受壓樣品的體積改變量。
文檔編號G01N7/14GK2539170SQ0123057
公開日2003年3月5日 申請日期2001年7月16日 優先權日2001年7月16日
發明者殷建華 申請人:香港理工大學