(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210984696.0 (22)申请日 2022.08.17 (71)申请人 湖北工业大 学 地址 430068 湖北省武汉市洪山区南李路 28号 (72)发明人 刘永莉　何欢　刘志杰　徐静　 柏华军　 (74)专利代理 机构 武汉科皓知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 42222 专利代理师 杨宏伟 (51)Int.Cl. G01N 3/08(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种多功能的三轴加载试验 装置 (57)摘要 本发明公开了一种多功能的三轴加载试验 装置， 包括外框架和内框架， 内框架通过三维移 动机构安装在外框架内， 并能通过三维移动机构 驱动相对于外框架在X、 Y|、 Z方向运动， 所述内框 架上设有三轴加载装置； 三轴加载装置包括设于 内框架上的方型加载槽、 设于方型加载槽四个侧 壁上的围压千斤顶、 设于内框架两侧X方向上的 反力架和设于反力架上的轴压千斤顶， 其中， 围 压千斤顶包括设于方型加载槽左右两侧 内侧壁 水平设置的Y向围压千斤顶和设于上下两侧内侧 壁为竖直设置的Z向加载平千斤。 本发明不仅能 够进行传统的三轴加载试验， 而且还能模拟振动 环境或者地震环境下三轴加载试验， 从而研究地 震或者振动环境对于试块 安全性的影响。 权利要求书1页 说明书5页 附图6页 CN 115468844 A 2022.12.13 CN 115468844 A 1.一种多功能的三轴加载 试验装置， 其特 征在于， 包括 外框架， 作为试验 装置的承力框架； 内框架， 通过三维移动机构安装在外框架内， 并能通过三维移动机构驱动相对于外框 架在X、 Y|、 Z方向运动， 所述内框架上设有三轴加载装置； 所述三轴加载装置包括设于 内框架上的方型加载槽、 设于方型加载槽四个侧壁上的围 压千斤顶、 设于内框架两侧X方向上 的反力架和设于反力架上的轴压千斤顶， 其中， 围压千 斤顶包括设于方型加载槽左右两侧内侧壁水平设置的Y向围压千斤顶和设于上下两侧内侧 壁竖直设置的Z向加载平千斤。 2.根据权利要求1所述的三轴加载试验装置， 其特征在于： 所述围压千斤顶均通过轴向 滑动副安装在方 型加载槽内壁。 3.根据权利要求2所述的三轴加载试验装置， 其特征在于： 所述X向水平千斤顶、 Y向水 平千斤顶和Z向竖直平千斤顶的前端均设有通过球 铰安装的加载头 。 4.根据权利要求2所述的三轴加载试验装置， 其特征在于： 所述方型加载槽的每个侧面 均设有1‑10个围压千斤顶。 5.根据权利要求2所述的三轴加载试验装置， 其特征在于： 所述方型加载槽内壁的X向 滑动副内设有 多个围压千斤顶。 6.根据权利要求2所述的三轴加载试验装置， 其特征在于： 所述三维移动机构包括中间 框架、 X向千斤顶、 Y向千斤顶和Z向千斤顶； 所述内框架 安装在中间框架内， 内框架左右两侧 分别通过若干水平设置的Y向千斤顶与中间框架相连， 通过左右两侧Y向千斤顶的伸缩能调 整内框架相对于中间框架在Y方向上的位置； 所述中间框架安装在外框架内， 中间框架上下两侧分别通过若干竖直方向的Z向千斤 顶与外框架相连； 通过上下两侧Z向千斤顶的伸缩能调整中间框架相对于外框架在 Z方向上 的位置； 所述Z向千斤顶通过 X向滑动副与中间框架或者外 框架相连； 所述中间框架和外框架之间还设有若干水平安装且能X向自由伸缩的X向千斤顶， 通过 X向千斤顶的伸缩能调整中间框架相对于外框架在X方向上 的位置； 所述X方向与方型加载 槽的轴向相同， 所述X向千斤顶通过Z向滑动副与中间框架或者外 框架相连。 7.根据权利要求6所述的三轴加载试验装置， 其特征在于： 所述内框架上下两侧与中间 框架之间设有 若干能减少Y向运动摩擦力的第二滚动体。 8.根据权利要求6所述的三轴加载试验装置， 其特征在于： 所述中间框架的左右两侧与 外框架内壁之间设有 若干能减少Z向运动摩擦力的第三滚动体。 9.根据权利要求6所述的三轴加载试验装置， 其特征在于： 所述外框架由两个间隔平行 设置的矩形框固定相连 组成， 所述中间框架左右两侧设有向外侧延伸的承力部， 所述X向千 斤顶设置于中间框架的承力部和相 应侧的矩形框之间， 并且所述X向千斤顶与矩形框或者 中间框架通过Z向滑动副相连。 10.根据权利要求6所述的三轴加载试验装置， 其特征在于： 所述内框架为钢筋混凝土 结构或钢 结构的立方体框架； 所述中间框架为钢 结构的矩形框架； 所述外框架的矩形框为 四根十字交叉的钢筋混凝 土柱组成。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115468844 A 2一种多功能的三轴加载试验装 置 技术领域 [0001]本发明属于岩土工程设备技术研究领域， 具体涉及一种多功能的三轴加载试验装 置， 用于试块(混凝 土试块、 岩石试块、 土试块 等)的三轴加载 试验。 背景技术 [0002]三轴加载试验是将试块限制在加载空间内， 以模拟定义的应力条件对试块进行加 载。 混凝土结构是现代建筑工程中最主要的结构形式， 由于混凝土成型工艺的复杂性， 所以 每一个环节出现问题都将 影响其质量， 危及 整个结构的安全。 因此， 加强混凝土的质量监测 与控制已经成为当今建筑工程技术领域的重要研究领域。 传统的研究以单轴 试验为主， 但 是混凝土结构物通常在多轴应力状态下较多。 混凝土的多轴强度和变形特性与单轴的差异 很大， 因此需要采用多轴加载试验对混凝土的力学行为进行研究； 此外岩石试块、 土试块等 力学特性在土 木工程中的研究也是实际工程需要的。 [0003]现有技术中对于三轴加载， 一般都处于静止环境下， 没有在振动环境或者地震环 境下的三轴加载 试验， 因此， 无法模拟试块 抗震性。 [0004]本发明针对此问题提出一种多自由度试验台， 可以满 足试块各个方向施加荷载的 要求， 真正实现了三向独立加载， 互不干扰， 符合实际工程中的受力特性， 且试验过程易于 控制。 发明内容 [0005]为解决上述问题， 本发明设计了一种可用于试块三轴加载试验的多自由度试验 台， 能满足试块不同尺寸的加载， 能满足对试块进 行各个方向上的荷载施加， 并同时有效地 检测试块各个方向上的应力、 变形情况， 从而进一步探究试块的抗压强度等受力特性。 与此 同时， 还可以随时恢复其初始状态， 继续模拟新的受力工况以探究其 他的受力作用规 律。 [0006]为了解决上述 技术问题， 本发明采用技 术方案如下： [0007]一种多功能的三轴加载 试验装置， 其特 征在于， 包括 [0008]外框架， 作为试验 装置的承力框架； [0009]内框架， 通过三维移动机构安装在外框架内， 并能通过三维移动机构驱动相对于 外框架在X、 Y|、 Z方向运动， 所述内框架上设有三轴加载装置； [0010]所述三轴加载装置包括设于内框架上的方型加载槽、 设于方型加载槽四个侧壁上 的围压千斤顶、 设于内框架两侧X方向上的反力架和设于反力架上 的轴压千斤顶， 其中， 围 压千斤顶包括设于方型加载槽左右两侧内侧壁水平设置的Y向围压千斤顶和设于上下两侧 内侧壁竖直设置的Z向加载平千斤。 [0011]进一步地， 所述围压千斤顶均通过轴向滑动副安装在方 型加载槽内壁。 [0012]进一步地， 所述X向水平千斤顶、 Y向水平千斤顶和Z向竖直平千斤顶的前端均设有 通过球铰安装的加载头 。 [0013]进一步地， 所述方 型加载槽的每 个侧面均设有1 ‑10个围压千斤顶。说　明　书 1/5 页 3 CN 115468844 A 3