(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210396384.8 (22)申请日 2022.04.15 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114839086 A (43)申请公布日 2022.08.02 (73)专利权人 中国有色金属工业昆明勘察设计 研究院有限公司 地址 650051 云南省昆明市东 风东路东风 巷1号 专利权人 中铝国际工程股份有限公司 (72)发明人 谢福寿　梁飞　刘宁　尹敢　董伟　 李海根　张浩丰　王红兴　杨桥义　 王杰　李四军　李向杰　翁春文　 王浩　李艳林　刘律智　(74)专利代理 机构 云南律翔知识产权代理事务 所(普通合伙) 53219 专利代理师 谢乔良 (51)Int.Cl. G01N 3/24(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (56)对比文件 CN 212228612 U,2020.12.25 CN 107449678 A,2017.12.08 KR 20180134140 A,2018.12.18 US 2021396 637 A1,2021.12.23 CN 108426789 A,2018.08.21 CN 105067435 A,2015.1 1.18 CN 101775792 A,2010.07.14 CN 10273 5549 A,2012.10.17 审查员 程荣卿 (54)发明名称 一种现场原位三轴固结排水及固结不排水 剪切装置 (57)摘要 本发明公开一种现场原位三轴固结排水及 固结不排水剪切装置， 缸体周向均布有至少两组 与轴线垂直的流体缸， 摩擦板与流体缸的活塞 杆 连接， 缸体顶端设有与钻杆连接的连接孔、 与流 体缸连通的流体进出孔， 摩 擦板设有固定透水石 的环形槽 Ⅰ且两侧分设环形台， 环形台外圆周上 设有嵌入孔隙水压力计的嵌入孔， 摩擦板顶端设 有连通嵌入孔的穿线孔 Ⅰ， 孔隙水压力计的缆线 穿过穿线孔 Ⅰ， 摩擦板两端还设有与透水石连通 的透水孔。 本发 明通过流体缸推动摩擦板刺入岩 土体可快速获取抗剪强度指标， 并通过封闭与不 封闭摩擦板上的透水孔可灵活转换固结排水及 固结不排水试验， 具有结构简单、 土体扰动小、 试 验行程大且结果精度高、 适用范围广、 可灵活转 换的特点。 权利要求书2页 说明书5页 附图9页 CN 114839086 B 2022.10.18 CN 114839086 B 1.一种现场原位三轴固结排水及固结不排水剪切装置， 其特征在于包括缸体 （1） 、 活塞 杆 （2） 、 摩 擦板 （4） 、 透水石 （5） 、 孔隙水压力计 （6） ， 所述缸体 （1） 为柱体结构且周向均布有至 少两组与轴线垂直的流体缸， 所述摩擦板 （4） 设置于缸体 （1） 外侧且与流体缸的活塞杆 （2） 固定连接， 所述缸体 （1） 的顶端分别设置有与钻杆固定连接的连接孔 （101） 、 与流体缸连通 的流体进出孔 （102） ， 所述摩 擦板 （4） 的外圆周上设置有环形槽 Ⅰ（401） 且两侧分别设置有环 形台 （402） ， 所述摩擦板 （4） 至少在两个环形台 （402） 的外圆周上设置有嵌入孔 （403） ， 所述 透水石 （5） 固定设置于环形槽 Ⅰ（401） 内， 所述孔隙水压力计 （6） 设置于嵌入孔 （403） 内， 所述 摩擦板 （4） 的顶端设置有与嵌入孔 （403） 连通的穿线孔 Ⅰ（404） ， 所述孔隙水压力计 （6） 连接 的缆线穿过穿线孔 Ⅰ（404） 并向上延伸， 所述摩 擦板 （4） 的两端还设置有与透水石 （5） 连通的 透水孔 （40 5） 。 2.根据权利要求1所述现场原位三轴固结排水及固结不排水剪切装置， 其特征在于所 述流体缸包括设置于缸体 （1） 内的流体腔 （103） 、 活塞缸盖 （3） ， 所述流体进出孔 （102） 与流 体腔 （103） 连通， 所述活塞缸盖 （3） 可拆卸的固定设置于流体腔 （103） 的外侧， 所述活塞杆 （2） 配合设置于流体腔 （103） 内且外延段 （201） 可滑动的向活塞 缸盖 （3） 外延伸， 所述摩 擦板 （4） 与活塞杆 （2） 的外延段 （201） 固定连接 。 3.根据权利要求2所述现场原位三轴固结排水及固结不排水剪切装置， 其特征在于每 一组流体缸至少由沿缸体 （1） 轴向间隔设置的两个流体腔 （103） 构成， 每一组流体缸中各 活 塞杆 （2） 的运动方向及运动次序均一 致。 4.根据权利要求3所述现场原位三轴固结排水及固结不排水剪切装置， 其特征在于所 述缸体 （1） 为 “工”字形柱体结构， 所述摩擦板 （4） 为环形板结构且环抱设置在缸体 （1） 的环 形槽Ⅱ（104） 内， 所述活塞杆 （2） 收缩后的环形台 （402） 外圆周不高于环形槽 Ⅱ（104） 两侧的 凸台外沿， 所述缸体 （1） 的顶端还设置有与穿线孔 Ⅰ（404） 对应并连通环形槽 Ⅱ（104） 的穿线 孔Ⅱ（105） 。 5.根据权利要求4所述现场原位三轴固结排水及固结不排水剪切装置， 其特征在于所 述透水石 （5） 为环形板结构并环抱固定设置在环形槽 Ⅰ（401） 内且透水石 （5） 的外圆周低于 环形台 （402） 的外沿。 6.根据权利要求2至5任意一项所述现场原位三轴固结排水及固结不排水剪切装置， 其 特征在于所述缸体 （1） 的周向上设置有两个半圆环结构的摩擦板 （4） ， 所述缸体 （1） 上对称 设置有两组背对背的流体腔 （103） ， 所述流体腔 （103） 近两端处的一侧分别与两个流体进 出 孔 （102） 连通， 所述摩擦板 （4） 与流体腔 （10 3） 内延伸出的活塞杆 （2） 螺纹固定连接 。 7.根据权利要求6所述现场原位三轴固结排水及固结不排水剪切装置， 其特征在于所 述摩擦板 （4） 的顶端与底端在近嵌入孔 （40 3） 侧间隔设置有至少两个透水孔 （40 5） 。 8.根据权利要求6所述现场原位三轴固结排水及固结不排水剪切装置， 其特征在于所 述摩擦板 （4） 沿轴向至少设置有两个环形槽 Ⅰ（401） ， 所述摩擦板 （4） 在远离活塞杆 （2） 连接 部的环形台 （402） 外圆周上设置嵌入孔 （403） ， 所述穿线孔 Ⅰ（404） 向下连通至底部的嵌入孔 （403） ， 所述透水孔 （40 5） 沿轴向穿过 各环形台 （402） 的底部并与透水石 （5） 的端面抵 接。 9.根据权利要求6所述现场原位三轴固结排水及固结不排水剪切装置， 其特征在于所 述活塞缸盖 （3） 通过外螺纹与流体腔 （103） 固定连接， 所述活塞缸盖 （3） 的内孔自内向外分 别固定设置有Y型密封圈 Ⅰ（301） 、 C型密封圈 （302） ， 所述活塞 杆 （2） 的外延段 （201） 可滑动的权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114839086 B 2依次穿过Y型密封圈 Ⅰ（301） 及C型密封圈 （3 02） 并与摩擦板 （4） 固定连接 。 10.根据权利要求9所述现场原位三轴固结排水及固结不排水剪切装置， 其特征在于所 述活塞杆 （2） 的外延段 （201） 端面设置有同轴的螺孔 （202） ， 所述摩擦板 （4） 的环形台 （402） 上设置有沉头螺孔 （406） ， 所述摩擦板 （4） 通过穿过沉头螺孔 （406） 的螺钉 （7） 与螺孔 （202） 固定连接 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114839086 B 3