一、簡 介

　　三軸試驗(yàn)是研究粗粒土的力學(xué)特性的主要試驗(yàn)設(shè)備，保證受力過程中試樣均勻變形，是研究粗粒土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的必要條件。我公司研發(fā)的“三軸剪切試驗(yàn)機(jī)”，該設(shè)備能有效地消除三軸試驗(yàn)中試樣的“端部效應(yīng)”，可確保試樣在試驗(yàn)全過程各部位應(yīng)力和應(yīng)變的一致性，是一種專門用于粗粒土本構(gòu)關(guān)系研究的“研究型應(yīng)力路徑控制三軸剪切試驗(yàn)機(jī)”，適用于軸向應(yīng)力σ1不大于21MPa(最大軸向載荷1500kN)，試樣周圍壓力σ3不大于3.0MPa的試驗(yàn)范圍。

　　本設(shè)備除具有一般三軸壓縮試驗(yàn)功能外，主要用于應(yīng)力路徑控制方式進(jìn)行試驗(yàn)(即σ1>力3試驗(yàn))。同時(shí)還可進(jìn)行長期蠕變試驗(yàn)、濕化變形試驗(yàn)研究。具有自動(dòng)控制軸向應(yīng)力、應(yīng)變及周圍壓力功能，試樣體積變化利用排水管微差壓力法測量;對所有試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)數(shù)據(jù)采集，分時(shí)傳回上位機(jī)存儲(chǔ);上位機(jī)對接收到的實(shí)時(shí)反饋控制信號(hào)，進(jìn)行分析處理，再重新發(fā)出新的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)PLC控制器自動(dòng)控制“數(shù)控油源”與整機(jī)控制系統(tǒng)正常工作。

　　本機(jī)自動(dòng)采集的參數(shù)有：軸向應(yīng)力、應(yīng)變、周圍壓力、孔隙壓力、反壓力、試樣體積變化等參數(shù)。

　　主要原理與特點(diǎn)

　　1、端部約束會(huì)增大土體各級(jí)圍壓下的峰值強(qiáng)度，但影響較小(不超過10%)。同時(shí)對土體的強(qiáng)度參數(shù)影響不大。這是由于隨著長徑比的加大，端部約束對峰值強(qiáng)度的影響被弱化。在利用摩爾圓作圖求解強(qiáng)度參數(shù)時(shí)，常規(guī)試驗(yàn)各級(jí)圍壓下的峰值強(qiáng)度均有一定的增大，強(qiáng)度包線就相應(yīng)的向上平移，得出c值偏大，φ值不變的試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)一步掩蓋了端部約束的影響。

　　2、端部約束顯著地增大了土體的初始彈性模量(接近100%)，端部約束易使土體偏應(yīng)力曲線表現(xiàn)出軟化，峰值點(diǎn)提前。因端部約束原因，剪切結(jié)束后常規(guī)試樣中部出現(xiàn)明顯的鼓脹變形，而鼓脹現(xiàn)象的存在，明顯存在“應(yīng)變局部化”現(xiàn)象，證明了試樣變形過程中應(yīng)變變形是不均勻的，這與三軸試驗(yàn)要求的均勻變形是不匹配的，偏離了三軸試驗(yàn)要求。

　　3、為解決上述問題，減小和消除端面效應(yīng)對試驗(yàn)結(jié)果的影響，推出了該研究型應(yīng)力路徑控制三軸試驗(yàn)機(jī)，通過在試樣上下端部增加“端部減摩板”，能有效消除試樣端部摩擦阻力，保持試樣在試驗(yàn)全過程各部位應(yīng)力和應(yīng)變的一致性。

二、主要技術(shù)指標(biāo)

　　1、試樣尺寸：Ф300×600mm

　　2、最大軸向荷載：1500KN

　　3、軸向力分辨率：0.1KN

　　4、力測量精度：±0.5% F.S

　　5、最大周圍壓力：3.0MPa

　　6、最大反向壓力：1.0MPa

　　7、孔隙壓力：-0.1～3.0MPa

　　8、壓力分辨率：0.001MPa

　　9、最大軸向行程：300mm(油缸)

　　10、光柵位移傳感器：量程0～300mm

　　11、位移分辨率：0.001mm

　　12、位移測量精度：±0.5% F.S

　　13、軸向加載速率：應(yīng)力式：6～30KN/min

　　應(yīng)變式：0.01～3mm/min

　　14、體變管容積：8000ml(采用排水管微差壓力法測量)

　　15、體變分辨率：0.02ml

　　16、使用電源：AC380V，50HZ，3KW

　　17、系統(tǒng)使用油液：用N46號(hào)抗磨液壓油

　　18、安裝占地面積：約50㎡(控制室大于10㎡)

　　19、安裝場地凈高：4.5m(含壓力室吊裝裝置)