微機(jī)控制真三軸試驗(yàn)機(jī)

目 前現(xiàn)有的土力學(xué)性質(zhì)測(cè)試設(shè)備主要有直剪儀、常規(guī)三軸儀、平面應(yīng)變?nèi)S儀、真三軸儀。其中直剪儀只是模擬給定剪切面上的法向應(yīng)力和切向應(yīng)力，可測(cè)試剪切面上 的剪應(yīng)力和剪應(yīng)變，但不能夠控制排水條件；常規(guī)三軸儀只能模擬軸對(duì)稱應(yīng)力條件，不能實(shí)現(xiàn)一般應(yīng)力條件；平面應(yīng)變?nèi)S儀盡管可以控制三向主應(yīng)力不同，但其中 一個(gè)軸向的應(yīng)變?yōu)椋嗖荒苣M一般的應(yīng)力條件；真三軸儀可以實(shí)現(xiàn)三個(gè)軸向分別施加不同大小的主應(yīng)力，三軸軸向產(chǎn)生應(yīng)變，能夠模擬土體中一般的應(yīng)力條件。 為了實(shí)現(xiàn)三個(gè)軸向施加主應(yīng)力，真三軸試樣一般為一個(gè)立方體。現(xiàn)有的真三軸儀一般采用三向平板加載，每個(gè)軸向施加正應(yīng)力的平板為鋼板，剛性大。相對(duì)于土樣， 三向加載板可視為剛性板。當(dāng)試樣發(fā)生變形后，與試樣接觸的三向剛性板然產(chǎn)生相互接觸而制約它們的運(yùn)動(dòng)，這就影響了三個(gè)軸向的加載和變形。除此之外，當(dāng)試 樣發(fā)生變形后，然產(chǎn)生試樣與剛性板之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在剛性板與試樣的接觸面上將產(chǎn)生剪應(yīng)力，不能接觸面上只有正應(yīng)力，即為主應(yīng)力作用面，從而影響了 真三軸試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果。因此，真三軸試樣加載機(jī)構(gòu)，消除現(xiàn)有真三軸儀三向加載剛性板之間的相互制約及剛性板對(duì)試樣變形的約束影響，使得試樣沿三個(gè)軸向自 由變形，不可以克服現(xiàn)有真三軸儀存在的問題，而且使模擬的應(yīng)力與變形條件更加合實(shí)際。在參考國內(nèi)外各種真三軸試驗(yàn)機(jī)的基礎(chǔ)上，SYS-2系列真三軸試 驗(yàn)機(jī)采用了復(fù)合加載的加荷方式，即：大主應(yīng)力采用剛性加載，中、小主應(yīng)力采用柔性加載。三向加載都是通過液壓來實(shí)現(xiàn)：用電機(jī)推動(dòng)活塞產(chǎn)生壓力后，軸向壓力 作用與壓力室下方的壓力缸推動(dòng)壓力室向上運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)軸向加載；兩個(gè)側(cè)向壓力接入壓力室的壓力囊，分別作用于試樣實(shí)現(xiàn)側(cè)向加載。

該真三軸儀在試樣的兩個(gè)方向、四個(gè)面上通過柔性囊的壓力流體施加荷載，大主應(yīng)力采用剛性加載，相鄰兩個(gè)側(cè)壓囊之間由可伸縮、轉(zhuǎn)動(dòng)的剛性板分隔，可地減小側(cè)向角邊約束效應(yīng)，同時(shí)，可使每個(gè)囊施加的壓力。

該儀器具有特點(diǎn)：

①、水平面內(nèi)兩個(gè)主應(yīng)力方向上應(yīng)力條件和變形均呈對(duì)稱分布：真三軸試樣為立方體，水平面上兩個(gè)主應(yīng)力方向通過充液橡皮囊加壓，可以側(cè)面作用壓力均勻分布，也可以側(cè)向變形對(duì)稱發(fā)展。 

②、土樣側(cè)面不受切向約束作用  

③、能夠適應(yīng)加載過程立方體土樣變形引起側(cè)棱部位的變化

④、能夠適應(yīng)土樣側(cè)棱擠出變形的發(fā)展  

⑤、避免了三向主應(yīng)力加載過程的互相干擾 

⑥、加載中土樣對(duì)稱軸保持定位，土樣水平面上承受荷荷

⑦、可以進(jìn)行真三軸流變?cè)囼?yàn)：步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)活塞易于穩(wěn)定地控制液壓，從而作用于土樣的應(yīng)力條件不變，實(shí)現(xiàn)流變?cè)囼?yàn)。

⑧、增加吸力量測(cè)功能還可以進(jìn)行非飽和土真三軸試驗(yàn)：試樣頂蓋增加通氣孔，可以控制非飽和土樣的孔隙氣壓力，也可以通過連接氣壓傳感器直接量測(cè)孔隙氣壓力；壓力室底座增加陶土板控制滲氣，再連接孔隙水壓力傳感器，可以實(shí)現(xiàn)孔隙水壓力量測(cè)。

試驗(yàn)項(xiàng)目:

（1）應(yīng)變控制加載試驗(yàn)

（2）應(yīng)力控制加載試驗(yàn)

（3）循環(huán)應(yīng)力路徑加載試驗(yàn)

（4）比例協(xié)調(diào)加載試驗(yàn)

（5）蠕變?cè)囼?yàn)

（6）卸荷試驗(yàn)

（7）等p、等b加載試驗(yàn)

1.     大主應(yīng)力量程：20000N

2.     中、小主應(yīng)力量程:2Mpa

3.     試樣軸向變形量程：50mm

4.     試樣徑向體積量程：體積量程初步計(jì)劃為200cc

5.     測(cè)量：±0.5%  (主要指采用的傳感器的測(cè)量)

6.     控制：±0.5% (閉合回路可以將壓力調(diào)節(jié)到±0.5%，閉合回路可以將變形控制的調(diào)節(jié)到±0.5%).

7.     電源：220V±5V （功率：550W）

8.     可擴(kuò)充功能溫度場(chǎng)—應(yīng)力場(chǎng)—水分場(chǎng)耦合條件下的真三軸。

1.    試驗(yàn)機(jī)兩柱式主機(jī)框架。

2.    試驗(yàn)機(jī)多通道測(cè)量與控制系統(tǒng)。

3.    孔隙水壓力測(cè)量與控制系統(tǒng)（可選）。

4.    雙制熱平衡式恒溫循環(huán)冷熱浴裝置（可選配功能）。

5.    定制樣品室、試驗(yàn)夾具(可選D100x100x100)。

6.    溫度監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)（可選配功能）。

7.    計(jì)算機(jī)和打印機(jī)。

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