全自動應(yīng)變控制三軸儀是用于測定土壤抗剪強度的實驗設(shè)備


全自動應(yīng)變控制三軸儀是一種用于測定土壤抗剪強度的實驗設(shè)備,其工作原理如下:
1.三軸試驗基本原理:
將圓柱形土樣(原狀土或人工制備土)置于三軸壓力室中,施加圍壓模擬土壤所處的側(cè)向應(yīng)力環(huán)境。
通過軸向加載系統(tǒng)施加豎向偏差應(yīng)力,直至土樣發(fā)生剪切破壞,記錄破壞時的應(yīng)力差和對應(yīng)的軸向應(yīng)變。
2.應(yīng)變控制模式
以恒定軸向應(yīng)變速率加載,模擬不同加載條件(如快速加載或慢速加載),觀察應(yīng)變軟化或硬化行為。
3.數(shù)據(jù)采集與計算
傳感器實時監(jiān)測軸向力、圍壓、孔隙水壓力和位移,通過軟件自動計算抗剪強度參數(shù)、彈性模量、泊松比等力學(xué)指標。
全自動應(yīng)變控制三軸儀的核心功能:
1.抗剪強度測定
通過三軸剪切試驗,獲取土壤的有效應(yīng)力抗剪強度參數(shù),評估土壤在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的穩(wěn)定性。
支持不同固結(jié)狀態(tài)(正常固結(jié)、超固結(jié))和排水條件(不排水、排水)的試驗。
2.應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系分析
記錄軸向應(yīng)力、孔隙水壓力、軸向位移等數(shù)據(jù),繪制應(yīng)力-應(yīng)變曲線、體積變化曲線(如體變-軸變曲線),研究土壤的變形特性。
3.孔隙水壓力監(jiān)測
實時測量試驗過程中孔隙水壓力變化,計算有效應(yīng)力,分析飽和土的滲透性和固結(jié)特性。
4.自動化控制
全自動加載:按預(yù)設(shè)應(yīng)變速率或應(yīng)力路徑進行軸向加載,避免人為誤差。
數(shù)據(jù)采集與存儲:自動記錄試驗數(shù)據(jù)并生成報告,支持后續(xù)分析。
全自動應(yīng)變控制三軸儀試驗步驟:
1.樣品制備
原狀土:直接從現(xiàn)場取樣,保持完整性(如使用薄壁取土器)。
人工制備土:按目標含水率和密度分層擊實或壓實。
2.安裝試樣
將土樣包裹于橡膠膜內(nèi),裝入三軸壓力室,連接孔隙水壓力傳感器和排水管道。
3.施加圍壓
根據(jù)試驗要求設(shè)置圍壓,模擬實際埋深條件。
4.軸向加載
啟動應(yīng)變控制模式,以恒定速率加載至土樣破壞(如軸向應(yīng)變達15%~20%)。
5.數(shù)據(jù)記錄與分析
記錄破壞時的偏差應(yīng)力和孔隙水壓力,計算有效應(yīng)力抗剪強度參數(shù)。