真三轴试验仪

　　一、概述

　　“真三轴试验仪”是由一个立方体的土样，在周围压力即大主应力、中主应力、小主应力作用下，通过各种传感器（力传感器、位移传感器、反压体变传感器、孔隙压力传感器等），利用计算机进行信息采集，并根据相关的数学模型进行数据处理的一种特殊的土工试验仪器。该仪器可在等向固结、K0固结以及在不同的主应力比的条件下进行UU、CU、CD等真三轴试验。

　　智能真三轴实验仪是在普通三轴的基础上施加了不同主应力方向上的荷载，同时分别获得三个方向的应变。在此情况下可以整理出三个方向的应力应变关系和相应的模量及强度指标。

　　真三轴试验仪”可分为仪器（硬件）和软件两部分组成。

　　二、仪器部分

　　1.1主要技术指标

　　1)试样尺寸：70mm×70mm×120mm；

　　2)大主应力：0~3Mpa；

　　3)中主应力：0~2Mpa；

　　4)小主应力：0~1Mpa；

　　5)孔隙压力U：0~1Mpa；

　　6)反压力：0~0.6Mpa

　　7)位移：大主应力方向0~30mm，小主应力方向0~8mm

　　8)体变：0~200ml

　　9)加荷速率：0.001~20mm/min（数控无级变速）

　　10)传感器精度：系统误差小于0.3%

　　1.2组成部分

　　1)真三轴压力室

　　真三轴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、的液压腔、方向的位移传感器、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、输入中主应力的液压加载系统以及小主应力加载装置，在压力室底部装有孔隙压力传感器，同时安装有各种位移计、主应力、反压力、固结排水、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。

　　2)轴向压力加荷的控制系统

　　由步进电机和计算机拖动的一组变速机械装置组成，通过精密的滚珠丝杆推进加荷平台向三轴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。该系统的加荷速率（0.001~20 mm/min)是由步进电机、驱动器、开关电源、单片机控制系统的触摸屏以及荷重传感器等组成。

　　3)中主应力控制系统

　　该系统有一组独立控制的液压加载装置。该装置内设有压力传感器用于闭环控制中主应力的大小，并由单片机驱动一个步进电机，且通过流量控制的应力式的液压筒，连接在压力室内的水囊加压装置。可以向试件施加中主应力，并同时测定流量的体积变化，也可以计算出方向的平均位移量。

　　4)小主应力控制装置

　　该装置可以气压控制也可以液压控制。气压控制由一个进口比例阀提供气压源。压力范围：0~900Kpa这种方法操作起来方便。

　　5)反压体变系统

　　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，向土样内部一端施加反压力，但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。

　　6)相关传感器

　　相关传感器主要是指荷重传感器（10KN/3KN）（轴压传感器）、孔压传感器、反压传感器、中主应力传感器已经4只LVDT位移传感器等。

　　轴压传感器1个：用于测量大主应力，装在上横梁下端；

　　孔压传感器1个：一个装在压力室土样底座下方，以测量土样底座孔隙水压力即U下，竖向位移由系统计算得出。

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