動三軸試驗儀

一、 概述

動三軸試驗儀是從靜三軸試驗發展而來的，通過對試樣施加模擬的主動應力，研究自然界中如地震，海浪沖擊，機械振動、爆炸以及高速運動中的物體對于地基的振動力是否產生破壞。同時測定試樣在承受動荷載作用時的動態反應。這種反應是多方面的，基本和主要的是動應力（或動主應比力）與相應的動應變的關系（σd-εd或σ1/σ3-εd）、動應力與相應的空隙水壓力的變化關系。根據應力、應變和孔壓這三種指標的相對關系，可以推求出土的動彈性模量、動變形模量、阻尼比，用以進行土的結構物動力分析，同時求出土的動強度包括液化指數、液化強度、及分析土體在動力作用下地基和結構物的穩定性及各項動彈性參數及粘彈性參數，和土樣在模擬某種實際振動的動應力作用下所產生的性狀。
動三軸試驗儀是一套的研究和測試土動力特性的實驗室設備，主要用來進行應變為10^-4~10^-2范圍內的砂土液化試驗、土的動強度試驗、模量阻尼試驗，測定試驗過程中的動應力、動應變、孔隙水壓力、動彈性模量、動阻尼比等相關數據。具有動、靜軸向應力，側向壓力和孔隙水壓力，軸向加載程序等控制功能。
二、 主要特點
 

三、 可進行的試驗
固結排水三軸試驗（CD），固結不排水三軸試驗（CU），不固結不排水三軸試驗（UU），應力控制或應變控制動態加載試驗、土的滲透性試驗。
四、 升級選項
彎曲元試驗、霍爾效應局部應變傳感器、LVDT局部應變傳感器、非飽和土試驗、溫度控制試驗。
五、 主要技術參數
☆ 作動器：高精度伺服電機
☆ 軸向激振動態負荷：2Hz/4KN
☆ 軸向力：配水下傳感器，耐壓7Mpa，量程4KN，精度<0.1%F.S，分辨率1N
☆ 軸向變形：量程100mm，位移精度<0.1%F.S，分辨率0.001mm
☆ 圍壓：量程900Kpa，精度<0.1%F.S，分辨率1kPa
☆ 反壓：量程2Mpa，精度<0.1%F.S，分辨率0.1kPa
☆ 孔隙壓力：量程1Mpa，精度<0.1%F.S，分辨率0.1kPa
☆ 體積變化：0-250ml，精度<0.1%F.S，分辨率0.01ml
☆ 剪切速率：0.001mm/min~30mm/min，無級調速
☆ 試驗尺寸：φ39.1mm、φ61.8mm（其他尺寸可定制）
☆ 壓力室耐壓：7Mpa
六、 系統組成配置和選項
☆ 數據采集和數字控制系統
該系統采用32位高速ARM處理器，配合數字電路對位移和荷載進行閉環控制；配有24位數據采集（A/D）；配有高精度比例閥，能夠穩定的控制圍壓壓力；配有800x600液晶顯示觸控屏，顯示各項試驗指標；配有高速RJ45網絡口，實現與計算機軟件通訊；
☆ 高精度伺服電機加荷系統
采用伺服點電機控制加荷加荷系統，能高效、高精度實現軸向位移和壓力的控制；該系統為動三軸實驗的重要環節，不僅為試樣施加固結壓力，同時還為土樣施加動態位移的關鍵功能。它由伺服控制系統及精密的滾珠絲桿推進加荷平臺向壓力室施加軸向荷載，可進行開環和閉環控制的應力式和應變式的三軸試驗。該系統的靜態加荷速率（0.001~30 mm/min)是由伺服電機、驅動器、單片機控制系統以及荷重傳感器等組成。在動態加荷條件下，該系統由單片機控制的動位移設置進行多級應變控制的三軸實驗。
☆ 高精度壓力/體積控制器（可根據需求定制更大量程）
配備一套2MPa/250cc壓力/體積控制器，用于控制反壓的控制及排水量的測量，可實現恒流和恒壓兩種加載模式；內置過載過壓保護裝置，壓力測量精度為滿量程的0.1%，分辨率為0.1kPa，體積測量精度為滿量程的0.1%，分辨率為0.01ml
☆ 水下荷重傳感器
內置4KN水下荷重傳感器，耐壓7Mpa，精度為滿量程的0.1%，分辨率0.1N
☆ 計算機數據采集處理軟件
一套集控制、采集、處理于一體的軟件平臺，利用網絡通訊，實時控制試驗的進行；具有數據采集功能，可脫機運行，待試驗完成由儀器讀取數據；具體數據處理功能，繪制摩爾包線，計算C、φ，繪制滯回圈等等。
☆ 動三軸實驗儀壓力室
動三軸實驗儀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、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、圍壓比例閥加載系統以及在壓力室底部裝有孔隙壓力傳感器，反壓力、進氣排水、孔隙壓力等管道，以及各種傳感器電纜相關緊固件接口與閥門。
☆ 圍壓控制裝置
在通常情況下，圍壓采用液壓控制裝置，但由于振動對于圍壓產生一定波動，目前該裝置采用氣壓控制。氣壓控制由一個進口比例閥提供穩定的氣壓源。壓力范圍：0~900Kpa這種方法操作起來方便。如果有必要時在壓力室內可加入清水至上排水位置，然后進行氣壓控制。
☆ 反壓體變與孔壓測定系統
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：大于n*10^-7cm/s可以采用反壓力體變系統即液壓控制器，對土中氣泡進行壓縮，提高其飽和度，但在這套系統中我們可以向土樣內部一端施加反壓力，并在土樣的另一端讓其排水，使土樣的氣泡在循環水的作用下排除同時可以測量體變，孔壓的測定由孔壓傳感器的數字量輸入單片機存儲或直接輸入電腦。
七、 部分試驗數據