一,、概述 真三軸試驗儀是由一個立方體的土樣,在周圍壓力即大主應力,、中主應力,、小主應力作用下,通過各種傳感器(力傳感器,、位移傳感器,、反壓體變傳感器、孔隙壓力傳感器等),,利用計算機進行信息采集,,并根據(jù)相關(guān)的數(shù)學模型進行數(shù)據(jù)處理的一種特殊的土工試驗儀器。該儀器可在等向固結(jié),、K0固結(jié)以及在不同的主應力比的條件下進行UU,、CU,、CD等真三軸試驗。
真三軸試驗儀是在普通三軸的基礎(chǔ)上施加了不同主應力方向上的荷載,,同時分別獲得三個方向的應變,。在此情況下可以整理出三個方向的應力應變關(guān)系和相應的模量及強度指標。
該設(shè)備可分為儀器(硬件)和軟件兩部分組成,。
儀器部分
主要技術(shù)指標
?。?)試樣尺寸:70mm×70mm×120mm;
?。?)最大主應力s1:0~3.6Mpa,;
(3)中主應力s2:0~1.2Mpa,;
?。?)小主應力s3:0~900kPa;
?。?)孔隙壓力U:0~1Mpa,;
(6)反壓力sb:0~1Mpa
?。?)位移:大主應力方向0~20mm,,小主應力方向0~5mm8)體變DV:0~250ml
(8)加荷速率:0.0001~4.8mm/min(數(shù)控無級變速)
?。?)傳感器精度:系統(tǒng)誤差小于0.3%-0.5%
組成部分
1,、真三軸壓力室
真三軸壓力室是試驗的主要核心部分,,它是由土樣,、土樣底座、土樣帽,、s2的液壓腔,、s3方向的位移傳感器、以及包在土樣外面的乳膠薄膜,;壓力室外殼是由耐高壓的有機玻璃圓筒,、鋁合金底座、頂蓋,、傳壓活塞,、活塞套、輸入中主應力的液壓加載系統(tǒng)以及小主應力加載裝置,,在壓力室底部裝有孔隙壓力傳感器,,同時安裝有各種位移計、主應力,、反壓力,、固結(jié)排水,、孔隙壓力等管道,以及各種傳感器電纜相關(guān)緊固件接口與閥門,。
2,、軸向壓力加荷的控制系統(tǒng)
由步進電機和計算機拖動的一組變速機械裝置組成,通過精密的滾珠絲桿推進加荷平臺向三軸壓力室施加軸向荷載,,可進行開環(huán)和閉環(huán)控制的應力式和應變式的三軸試驗,。該系統(tǒng)的加荷速率(0.0001~4.8mm/min)是由步進電機、驅(qū)動器,、開關(guān)電源,、單片機控制系統(tǒng)的觸摸屏以及荷重傳感器等組成。
3,、中主應力控制系統(tǒng)
該系統(tǒng)有一組獨立控制的液壓加載裝置,。該裝置內(nèi)設(shè)有壓力傳感器用于閉環(huán)控制中主應力的大小,并由單片機驅(qū)動一個步進電機,,且通過流量控制的應力式的液壓筒,,連接在壓力室內(nèi)的水囊加壓裝置??梢韵蛟嚰┘又兄鲬?,并同時測定流量的體積變化,也可以計算出s2方向的平均位移量,。
4,、小主應力控制裝置
該裝置可以氣壓控制也可以液壓控制。氣壓控制由一個進口比例閥提供氣壓源,。壓力范圍:0~900kPa這種方法操作起來方便,。
5、反壓體變系統(tǒng)
反壓力施加主要是解決土樣的飽和問題,,當然解決飽和的方法很多:有真空抽氣飽和,、水頭飽和、反壓力飽和等方法,。
對于一般的粘性土滲透系數(shù):大于n*10-7cm/s可以采用反壓力體變系統(tǒng)即液壓控制器,,向土樣內(nèi)部一端施加反壓力,但土樣的另一端讓其排水,,使土樣的氣泡在循環(huán)水的作用下排除同時可以測量體變,。
6、相關(guān)傳感器
相關(guān)傳感器主要是指荷重傳感器(軸壓傳感器),、孔壓傳感器,、反壓傳感器、中主應力傳感器已經(jīng)4只LVDT位移傳感器等,。
軸壓傳感器1個:用于測量大主應力,,裝在上橫梁下端,;孔壓傳感器1個:一個裝在壓力室土樣底座下方,以測量土樣底座孔隙水壓力即U下,,豎向位移由系統(tǒng)計算得出,。
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