一种新型非饱和土三轴试验机

概述ξ1.1用途微机控制非饱和土三轴试验机（以下简称本试验机）是一种新型的微机控制非饱和土静态三轴试验机多功能试验机，也可以适配车载电源驱动控制系统，用于在野外工地现场对非饱和土进行三轴试验，测定非饱和土和细粒土的总抗剪强度和有效抗剪强度。本试验机是一套多功能静态土试验设备，可满足以下使用:1、能够在三轴应力应变条件下试验，完全可用于土工常规三轴试验（即对饱和土的静三轴试验）；2、能够同步地测定一定应力条件下非饱和土样的湿度、密度和应变（轴向应变、体变）；3、能够在浸水条件下测定入渗过程中非饱和土样的湿度、密度和应变（轴向应变、体变）；4、能够在力与浸水共同作用条件下测定非饱和土样的湿度、密度和应变（轴向应弯、径向应变、体变）；5、能够测定在上述各条件下非饱和土样的孔隙水压力和孔隙气压力。ξ1.2主要技术参数和基本配置1、轴向最大负荷：10kN2、轴向负荷精度：优于±0.5%F.S.3、轴向最大位移：150mm4、轴向位移（变形）精度：0.1%F.S.5、周围压力量程：1Mpa；测量精度：±0.5%F.S.6、反压力量程：1Mpa；测量精度：±0.5%F.S.7、孔隙水压力量程：±0.5Mpa；测量精度：±0.5%F.S.8、孔隙气压力量程：1Mpa；测量精度：±0.5%F.S.例9队、体变量程贼：投50锯ml助；测量精度季：挖±0.5%F产.S.迫贯律分度值园：战0.1抖1昏0烂、三轴压力室师压力衬：矩0-1新Mpa甚1峰1择、试样尺寸柏：虫φ捧39思.1慌×楼80涂mm搂，巷φ胀61.8×汽1罢25皆mm宪1饰2征、多通道多参鱼数全数字闭环墓控制，自动调亡节系统唉的窃PI兼D堂值，采用高分期辨率的反馈采框样和信号调节细技术凉1于3燃、可选择力（顽应力）、变形象（应变）、位关移等多种控制扛方式沾1盆4晴、试验机控制泊系统能自动标鼻定试验机准确公度、能够自动扮调零披1界5莲、全数字显醉示评σ做1顶、伶σ享3以、炸ε条1三、舞ε捡v职、谜u绘a蹈、化u怀w反等多个工程量哨，多通道并行树独立完成测量宣、显示、控制炎任务。雁16奏、试验控制软落件，肥在辟W恩indows稀98拉/200做0扫等多种环境下锤运行，界面友配好，操作简单讯，能完成试验萌条件、试样参州数等设置、试洞验数据处理。门试验数据能以碗多种文件格式疫保存，试验结撒束后可再现试资验历程、回放卡试验数据，可泄导入罪在餐W舰ord存、信Excel汁、茎A雁ccess盲、哄M好atlab达等多种软件下迈，进行统计、碧编辑、分类、知拟合试验曲线浪等操作，试验乳完成后，可打杠印出试验报告膝。再1喘7喝、基本配置雪三轴试验主机辩恳桐释休予角一台依双层压力室尚殖酬汽势吧丙一套敬轴向伺服加载借系统朗度愁仪按影一套窝围压伺服加载沈系统薪包格偷洒黄一套项等位定标体变写控制与测量系凯统侨震较周光一套矛孔隙气压控制着测量系统美亏殃六决牺一套氧孔隙水压控制秩测量系统遭唱事咽炊中一套哪等僻Ua市排水系统晃享飘勾厌彼指一套事全数字式多通础道计算机控制亏系统郑那畏劣一套似非饱和土试验葛控制与回数据处理软件乘松卵浩一套散计算机芽西增矩副费恩赏一套醋打印机晋坝钥斗杜爆胞霞一套蝇ξ伴1.3命迹试验机的正常待工作环境敌1.塞屡环境温度为轮1伸0糊℃恩—评3魔0冻℃畜，环境相对湿认度不超三过腰85卷%桨；违2.盛歌在无振动、无虏明显电磁干扰弓的环境中；晌3.初歌三相交域流烂220棚V但、烤50H宽Z屠电源，电压波巴动范围不超过血额定电压沙的咐10上%廉；繁4.俗桐防尘、周围环灭境无腐蚀性介增质。断5梨.艳本试验机的工耐作场地除满足后正常工作条件钩外，主机的后卧方及左右两方验应留有侍1.邪2喷米彻的作业孔间，饲前方更应开阔批一些。馅6闭.码将主机平稳吊烤放在地基上，丧找水平，使前音后左右均校应解0.05/1移00洁0府以内。茎7状.扔实验室应自备凡与设备技术要铃求对应压力的貌气源和纯净的冤水源。五8选.丛实验室应有与秧试验相配套的堵试样器具、器抖皿、量具、实好验台桌等。坦9帅．用户自备以掘下附件：壮潜颜（抽1乎）击实筒和饱优和器。详苦古（拾2尝）切土盘、切未土器、切土架由和原状土分样风器（顽图烦5-2凝7魔～羊图极5-2节9滔）。听卸丰（挺3满）承膜筒和砂碎样制备模筒（志图珍5-3棵0允～选图岭5-3西1愈）。统召哲（抖4杯）天平。称量丛200g渡、最小分度值蜜0.01g累；称量寇1000g辆、最小分度值堪0.1g榆。乞里怒（限5及）游标卡尺。饥（拢6勺）其他，如乳桨胶薄膜、橡皮矛筋、透水石、圣滤纸、切土刀胃、钢丝锯、毛哭玻璃板、空气宇压缩机、真空纪抽气机、真空盖饱和抽水缸及燥称量盒等。揪（尾7坟）喂50m旧l翁以上体积带刻洲度注射器。遇第量2核章周岸试验机结构组萍成与工作原理惕本试验机主要屯由主机部分、经四压（周围压浮力、孔隙气压纸力、孔隙水压景力、反压力）孤测控系统、计坟算机自动控制增系统等组成遭。师把（一仰）娘爪主机部分惠主机部分主要共由轴向加载控悲制和测量部分绵，压力室、体贝变量测系统、撞增湿浸水系统控、孔隙气压力更测量和控制系葛统、孔隙水压然力和反压力测忍量与控制系统原等组成，如图座所示。要主机结构饰:波朱其机械传动原晃理图如右图所烤示孩。冶恋桌主机部分主要细由底座、支架硬、伺服电机、兰减速器、滚珠迷丝杠、工作台恳、立柱、活动浆横梁、上下压柳头、负荷传感境器及上横梁组薪成。工作时伺枯服电机带动减骆速器（速比为也1/60骑）旋转，减速号机输出轴与滚揪珠螺杠丝杆直户联，丝杆旋转祖使丝母上下直死线移动，带动祝连在活动横梁随上的上压头上择、下移动，从桌而对试样加载立。力传感器连挖在下工作台上上，上端和下压批头连接，从而远实现对试样加慈卸负荷（力）合值大小的测量结。外ξ检1.1战袖轴向加载测控匙系统略肯桃轴向试验力（雁σ煮1秤）测量和控制饱采用高精度、迹高稳定性进口遣负荷传感器配段备高精度、高连分辨率采样测糠量、放大系统旷，确保测力精万度。灭逗锡轴向试验力奏（佛σ巩1毫）的施加，通向过伺服电机驱青动高精度、无奔进回程间隙的品减速机，再经窃与减速机输出捡轴连接的同步封带传动到螺母私，螺母的转动配使轴向活塞（丈即试样的下压曾头）升降，实变现轴向加载。级倍睡揉轴向变形（吨ε屿1藏）测量帽采用高精度、缠高稳定性进口咐光电编码器，姻与轴向施加载澡荷的控制电机矮同轴连接，通赞过测量电机转州过的圈数，对肝应标定为轴向挑活塞的位移，宏因土样在试验甘中承受力较小阁，且为脆性基私体，因此可认坏为这时光电编占码器测量的轴戚向活塞位移即茶为试样轴向变步形，配备高精红度、高分辨率蔽采样测量、放嘉大系统，确保钻测量精度，其沃分辨率为排0.01周mm荡。心吊里活试验控制方式族设楚轴向试验的控汗制根据用途分瞧为单调加载方勾式和多级加载额控制方式两类百。取单调加载控制踢，系指试验过叶程中控制参量研不变，以同一储种控制方式加的载至试样破坏黑。根据采用反族馈参与控制量策的不同，分为稠力控制、变形炼控制、应力控吼制、应变控制沫多种。挥多级加载控制端，系指试验过碑程中控制参量跃和控制方式有处多种，随着试形验的进行，根枪据试验要求，免改变不同的控伐制参量和控制必方式实现不同珠的应力路径加享载至试样破坏斥。各级控制方稿式有力控制、所变形控制、应必力控制、应变盛控制、时间控貌制多种，整个亚试验历程为力泡控制、变形控盐制、应力控制严、应变控制、奏时间控制多种哨的组合。浊以轴向力传感象器的反馈量为农控制参量的试伙验控制方式为左力控制，如果鞠将该力值换算洒为应力，并以盈之为控制参量焦的试验控制方杀式为应力控制蠢。辈以轴向变形传栽感器的反馈量睡为控制参量的诉试验控制方式牛为变形控制，役如果将该变形康值换算为应变葛，并以之为控宗制参量的试验鲁控制方式为应活变控制。图2竟ξ躬1.2勤暖侧扫向诱(抓周围压检力杂)话加载测控系统瓦侧向试验压力祥（滚σ景3纯）测量和控制扩，采用高精度兆、高稳定性压供力传感器配备纵高精度、高分旱辨率采样测量捏、放大系统，棋确保测量精度皇。柜宋增侧向试验压力毒（玩σ禁3拳）的施加，通悼过伺服电机驱远动高精度、无罩进回程间隙的玉滚珠丝杠，再载经与同轴连接剥的活塞升降，湿推动挤压缸筒哑里的水，使之骄将压力传递到塘压力室，实现柜周围压力加载捡测控。属ξ币1.3瓦喇压力室及其提穴升机构援压力室是土工耕三轴试验机的危工作室，主要雹由上压头