由于工程巖土體及工程結(jié)構(gòu)的力學(xué)邊界條件的復(fù)雜，在結(jié)構(gòu)體及工程巖體內(nèi)部應(yīng)力分布不均，基本上很難存在單一均勻的應(yīng)力狀態(tài)。一般而言，三個(gè)方向的應(yīng)力大小各不相同，按從大到小分別叫做大主應(yīng)力、中主應(yīng)力和小主應(yīng)力，用符號(hào)σ1、σ2、σ3表示。真三軸試驗(yàn)是模擬結(jié)構(gòu)體受到荷載作用下，結(jié)構(gòu)體內(nèi)任一小單元所處的應(yīng)力環(huán)境。研究在主應(yīng)力方向固定的條件下，工程材料（巖石、混凝土等）的變形特性及強(qiáng)度特性，即本構(gòu)關(guān)系。試樣一般為正立方體或長方體。試驗(yàn)時(shí)對(duì)試樣各個(gè)互相垂直的主應(yīng)力面（即X、Y、Z）分別施加大主應(yīng)力σ1、中主應(yīng)力σ2及小主應(yīng)力σ3，即試樣在三個(gè)互相垂直面上施加各自獨(dú)立的三個(gè)主應(yīng)力σ1、σ2、σ3，測(cè)定相應(yīng)的主應(yīng)變ε1、ε2、ε3和體積變化等。而現(xiàn)有的真三軸試驗(yàn)機(jī)通常是采用三組方向控制的壓力裝置，不僅施壓控制較復(fù)雜，高應(yīng)力難以施加，而且設(shè)備成本較高。

　　本發(fā)明的目的在于，提供一種真三軸試驗(yàn)機(jī)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備成本低，采用控制兩個(gè)方向的加載，施壓容易控制，并且能實(shí)現(xiàn)二三方向應(yīng)力等比例加載。

　　本發(fā)明的技術(shù)方案：一種真三軸試驗(yàn)機(jī)，包括反力框架和支撐裝置，反力框架內(nèi)設(shè)有四個(gè)千斤頂，所述千斤頂分別與反力框架內(nèi)側(cè)四壁固定連接；所述支撐裝置包括設(shè)在反力框架中心位置下方的操作平臺(tái)，操作平臺(tái)上設(shè)有試樣夾塊，試樣夾塊兩側(cè)設(shè)有一方向墊塊。

　　前述的一種真三軸試驗(yàn)機(jī)中，所述千斤頂包括兩個(gè)一方向千斤頂和兩個(gè)二方向千斤頂，一方向千斤頂分別設(shè)在反力框架左右兩內(nèi)側(cè)壁中間位置，并與反力框架左右兩內(nèi)側(cè)壁固定連接；二方向千斤頂分別設(shè)在反力框架前后兩內(nèi)側(cè)壁中間位置，并與反力框架前后兩內(nèi)側(cè)壁固定連接。

　　前述的一種真三軸試驗(yàn)機(jī)中，所述試樣夾塊包括兩個(gè)形狀相同二方向墊塊，試樣夾塊中間位置設(shè)有試樣夾孔。

　　前述的一種真三軸試驗(yàn)機(jī)中，所述一方向墊塊設(shè)在試樣夾孔兩側(cè)，一方向墊塊與操作平臺(tái)之間設(shè)有支撐塊。

　　前述的一種真三軸試驗(yàn)機(jī)中，所述一方向千斤頂內(nèi)設(shè)有一方向活塞；所述二方向千斤頂內(nèi)設(shè)有二方向活塞。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，千斤頂固定于反力框架上，操作平臺(tái)置于反力框架中心位置，試驗(yàn)時(shí)試樣置于操作平臺(tái)之上，設(shè)計(jì)時(shí)，通過設(shè)計(jì)墊塊的尺寸使試樣的中心與兩個(gè)方向千斤頂軸線重合；加載時(shí)，一方向主應(yīng)力由一方向千斤頂施加，二方向和三方向主應(yīng)力由二方向千斤頂施加；為保證加載過程中試樣中心不動(dòng)，同方向的一對(duì)千斤頂用同一油管供油，保證加載過程中兩個(gè)千斤頂力大小一致；千斤頂?shù)牧νㄟ^墊塊傳遞給試樣；二方向墊塊通過試樣夾孔角度設(shè)計(jì)，使試樣的二方向和三方向上應(yīng)力不同，從而實(shí)現(xiàn)真三軸的應(yīng)力狀態(tài)。

　　如圖6所示，本發(fā)明的特征在于通過二方向墊塊的試樣夾孔設(shè)計(jì)，采用不同的墊塊與試樣夾孔的角度，使加在二方向墊塊上的力分配到試樣第二主應(yīng)力方向和第三主應(yīng)力方向的相應(yīng)面上的應(yīng)力各不相同，加上一方向的墊塊施加的應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)真三軸應(yīng)力狀態(tài)。

　　本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn)：①相較茂木式線個(gè)方向采用柔性加載），由于3個(gè)方向都采用剛性加載，3個(gè)方向都能實(shí)現(xiàn)很高的應(yīng)力，解決現(xiàn)有真三軸難以施加高應(yīng)力的問題；②相較茂木式真三軸試驗(yàn)機(jī)，由于采用通過改變墊塊角度實(shí)現(xiàn)真三軸應(yīng)力狀態(tài)，僅用兩個(gè)方向的2對(duì)千斤頂即可，少了壓力室，同時(shí)也少了一個(gè)方向的控制，造價(jià)大幅降低；③相較傳統(tǒng)三個(gè)方向剛性的線對(duì)千斤頂加載的方式，少了1對(duì)千斤頂，同時(shí)也少了一個(gè)方向的控制，造價(jià)大幅降低；③如圖7所示，現(xiàn)有真三軸難以實(shí)現(xiàn)圖中A部分的應(yīng)力狀態(tài)，該發(fā)明的真三軸采用時(shí)，如當(dāng)一方向的應(yīng)力大于二、三方向時(shí)，為三軸伸展試驗(yàn)，即可達(dá)到圖中的A點(diǎn)。彌補(bǔ)了現(xiàn)有真三軸試驗(yàn)機(jī)的不足；④該試驗(yàn)機(jī)能實(shí)現(xiàn)二三方向應(yīng)力等比例加載直至試樣破壞，這在現(xiàn)有試驗(yàn)機(jī)中很難實(shí)現(xiàn)。綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備成本低，采用控制兩個(gè)方向的加載，施壓容易控制，并且能實(shí)現(xiàn)二三方向應(yīng)力等比例加載。

　　附圖中的標(biāo)記為：1-反力框架，2-操作平臺(tái)，3-一方向墊塊，4-一方向千斤頂，5-二方向千斤頂，6-二方向墊塊，7-支撐塊，8-一方向活塞，9-二方向活塞。

　　下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但并不作為對(duì)本發(fā)明限制的依據(jù)。

　　實(shí)施例：一種線內(nèi)設(shè)有四個(gè)千斤頂，所述千斤頂分別與反力框架1內(nèi)側(cè)四壁固定連接；所述支撐裝置包括設(shè)在反力框架1中心位置下方的操作平臺(tái)2，操作平臺(tái)2上設(shè)有試樣夾塊，試樣夾塊兩側(cè)設(shè)有一方向墊塊3。

　　所述千斤頂包括兩個(gè)一方向千斤頂4和兩個(gè)二方向千斤頂5，一方向千斤頂4分別設(shè)在反力框架1左右兩內(nèi)側(cè)壁中間位置，并與反力框架1左右兩內(nèi)側(cè)壁固定連接；二方向千斤頂5分別設(shè)在反力框架1前后兩內(nèi)側(cè)壁中間位置，并與反力框架1前后兩內(nèi)側(cè)壁固定連接；所述試樣夾塊包括兩個(gè)形狀相同二方向墊塊6，試樣夾塊中間位置設(shè)有試樣夾孔；所述一方向墊塊3設(shè)在試樣夾孔兩側(cè)，一方向墊塊3與操作平臺(tái)2之間設(shè)有支撐塊7；所述一方向千斤頂4內(nèi)設(shè)有一方向活塞8；所述二方向千斤頂5內(nèi)設(shè)有二方向活塞9。

　　工作原理：千斤頂固定于反力框架1上，操作平臺(tái)2置于反力框架1中間，試驗(yàn)時(shí)試樣置于操作平臺(tái)2之上，設(shè)計(jì)時(shí)，通過設(shè)計(jì)墊塊的尺寸使試樣的中心與兩個(gè)方向千斤頂軸線重合；加載時(shí)，一方向主應(yīng)力由一方向千斤頂4施加，二方向和三方向主應(yīng)力由二方向千斤頂5施加；為保證加載過程中試樣中心不動(dòng)，同方向的一對(duì)千斤頂用同一油管供油，保證加載過程中兩個(gè)千斤頂力大小一致；千斤頂?shù)牧νㄟ^墊塊傳遞給試樣；二方向墊塊6通過角度設(shè)計(jì)，使試樣的二方向和三方向上應(yīng)力不同，從而實(shí)現(xiàn)真三軸的應(yīng)力狀態(tài)。