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动三轴实验仪

动三轴实验仪

产品时间:2020-05-05

简要描述:

动三轴实验仪根据应力、应变和孔压这三种指标的相对关系,可以推求出土的动弹性模量、动变形模量、阻尼比,用以进行土的结构物动力分析,同时求出土的动强度包括液化指数、液化强度、及分析土体在动力作用下地基和结构物的稳定性及各项动弹性参数及粘弹性参数。

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一、概述

动三轴实验仪是从静三轴试验发展而来的,通过对试样施加模拟的主动应力,研究自然界中如地震, 海浪冲击,机械振动、爆炸以及高速运动中的物体对于地基的振动力是否产生破坏。同时测定试样在承受动荷载作用时的动态反应。这种反应是多方面的,最基本和最主要的是动应力或动主应比力)与相应的动应变的关系(σd-εd σ1/σ3-εd、动应力与相应的空隙水压力的变化关系。根据应力、应变和孔压这三种指标的相对关系,可以推求出土的动弹性模量、动变形模量、阻尼比,用以进行土的结构物动力分析,同时求出土的动强度包括液化指数、液化强度、及分析土体在动力作用下地基和结构物的稳定性及各项动弹性参数及粘弹性参数,和土样在模拟某种实际振动的动应力作用下所产生的性状。

动三轴实验仪是一套高端的研究和测试土动力特性的实验室设备,主要用来进行应变10-4~10-2 范围内的砂土液化试验、土的动强度试验、模量阻尼试验,测定试验过程中的动应力、动应变、孔隙水压力、动弹性模量、动阻尼比等相关数据。具有动、静轴向应力,侧向压力和孔隙水压力,轴向加载   程序等控制功能。
 

二、主要特点

高精度伺服电机控制

可以实现小应变的静态三轴试验包括剪切、压缩试验,亦可实现大应变的动三轴试验。

可脱机运行

仪器内置数据存储系统,代试验完成从仪器上传数据至电脑存储及处理。

试验数据精确

系统为低摩擦型动态三轴仪。荷重传感器放置于压力室内,与土样直接接触,减

少摩擦力及外部因素对试验结果的误差,保证试验结果的准确性。

可更换的水下荷重传感器

根据用户需求,可以选择不同量程3KN10KN以实现不同软硬

程度的土试验。

高精度进口比例阀

可以实现控制围压稳定精度达到 0.1kPa

可更换的底座和

试样帽

实现在同一个压力室内进行不同直径的土样试验(39.1mm61.8mm 等,亦可定

制各种尺寸)。

应力应变双控制

模式

既可实现应变控制的动态试验,也可实现应力控制的动态试验。

三、可进行的试验

固结排水三轴试验CD,固结不排水三轴试验CU),不固结不排水三轴试验UU),应力控制或  应变控制动态加载试验、土的渗透性试验。

四、主要技术参数

  • 作动器:高精度伺服电机 
  • 轴向激振最大动态负荷:2Hz/4KN 
  • 轴向力:配水下传感器,最大耐压 7Mpa,量程 4KN,精度<0.1%F.S,分辨率 1N
  • 轴向变形:量程 100mm,位移精度<0.1%F.S,分辨率 0.001mm 
  • 围压:量程 900Kpa,精度<0.1%F.S,分辨率 1kPa 
  • 反压:量程 2Mpa,精度<0.1%F.S,分辨率 0.1kPa 
  • 孔隙压力:量程 1Mpa,精度<0.1%F.S,分辨率 0.1kPa 
  • 体积变化:0-250ml,精度<0.1%F.S,分辨率 0.01ml 
  • 剪切速率:0.001mm/min~30mm/min,无级调速 
  • 试验尺寸:φ39.1mm、φ61.8mm(其他尺寸可定制) 
  • 压力室耐压:7Mpa 

五、系统组成配置和选项

  • 数据采集和数字控制系统

该系统采用 32 位高速 ARM 处理器,配合数字电路对位移和荷载进行闭环控制;配有 24 位数据采A/D;配有高精度比例阀,能够精确、稳定的控制围压压力;配有 800x600 液晶显示触控屏, 显示各项试验指标;配有高速 RJ45 网络口,实现与计算机软件通讯;

  • 高精度伺服电机加荷系统

采用伺服点电机控制加荷加荷系统,能高效、高精度实现轴向位移和压力的控制;该系统为动三轴   实验的重要环节,不仅为试样施加固结压力,同时还为土样施加动态位移的关键功能。它由伺服控制   系统及精密的滚珠丝杆推进加荷平台向压力室施加轴向荷载,可进行开环和闭环控制的应力式和应变式   的三轴试验。该系统的静态加荷速率0.001~30 mm/min)是由伺服电机、驱动器、单片机控制系统以及荷重传感器等组成。在动态加荷条件下,该系统由单片机控制的动位移设置进行多级应变控制的三   轴实验。

  • 高精度压力/体积控制器(可根据需求定制更大量程) 

配备一套 2MPa/250cc 压力/体积控制器,用于控制反压的控制及排水量的测量,可实现恒流和恒压两种加载模式;内置过载过压保护装置,压力测量精度为满量程的 0.1%,分辨率为 0.1kPa,体积测量精度为满量程的 0.1%,分辨率为 0.01ml

  • 水下荷重传感器

内置 3KN 水下荷重传感器,最大耐压 7Mpa,精度为满量程的 0.1%,分辨率 0.1N

  • 可实现近三轴试验

伺服电机控制可实现普通三轴的剪切、压缩等试验

  • 计算机数据采集处理软件 

一套集控制、采集、处理于一体的软件平台,利用网络通讯,实时控制试验的进行;具有数据采集功能,可脱机运行,待试验完成由仪器读取数据;具体数据处理功能,绘制摩尔包线,计算 Cφ, 绘制滞回圈等等。

  • 实验仪压力室

动三轴实验仪压力室是试验的主要核心部分,它是由土样、土样底座、土样帽、以及包在土样外面的乳胶薄膜;压力室外壳是由耐高压的有机玻璃圆筒、铝合金底座、顶盖、传压活塞、活塞套、围压比   例阀加载系统以及在压力室底部装有孔隙压力传感器,反压力、进气排水、孔隙压力等管道, 以及各种传感器电缆相关紧固件接口与阀门。

  • 围压控制装置 

在通常情况下,围压采用液压控制装置,但由于振动对于围压产生一定波动,目前该装置采用气压控制。气压控制由一个进口比例阀提供稳定的气压源。压力范围:0~900Kpa 这种方法操作起来方便。如果有必要时在压力室内可加入清水至上排水位置,然后进行气压控制。

  • 反压体变与孔压测定系统

        反压力施加主要是解决土样的饱和问题,当然解决饱和的方法很多:有真空抽气饱和、水头饱和、反压力饱和等方法。对于一般的粘性土渗透系数:大于 n*10-7cm/s 可以采用反压力体变系统即液压控制器,对土中气泡进行压缩,提高其饱和度,但在这套系统中我们可以向土样内部一端施加反压力,   在土样的另一端让其排水,使土样的气泡在循环水的作用下排除同时可以测量体变,孔压的测定由 孔压传感器的数字量输入单片机存储或直接输入电脑。

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