一、概述

動(dòng)三軸實(shí)驗儀是從靜三軸試驗發(fā)展而來(lái)的，通過(guò)對試樣施加模擬的主動(dòng)應力，研究自然界中如地震， 海浪沖擊，機械振動(dòng)、爆炸以及高速運動(dòng)中的物體對于地基的振動(dòng)力是否產(chǎn)生破壞。同時(shí)測定試樣在承受動(dòng)荷載作用時(shí)的動(dòng)態(tài)反應。這種反應是多方面的，基本和主要的是動(dòng)應力（或動(dòng)主應比力）與相應的動(dòng)應變的關(guān)系（σd-εd 或σ1/σ3-εd）、動(dòng)應力與相應的空隙水壓力的變化關(guān)系。根據應力、應變和孔壓這三種指標的相對關(guān)系，可以推求出土的動(dòng)彈性模量、動(dòng)變形模量、阻尼比，用以進(jìn)行土的結構物動(dòng)力分析，同時(shí)求出土的動(dòng)強度包括液化指數、液化強度、及分析土體在動(dòng)力作用下地基和結構物的穩定性及各項動(dòng)彈性參數及粘彈性參數，和土樣在模擬某種實(shí)際振動(dòng)的動(dòng)應力作用下所產(chǎn)生的性狀。

動(dòng)三軸實(shí)驗儀是一套的研究和測試土動(dòng)力特性的實(shí)驗室設備，主要用來(lái)進(jìn)行應變為 10-4~10-2 范圍內的砂土液化試驗、土的動(dòng)強度試驗、模量阻尼試驗，測定試驗過(guò)程中的動(dòng)應力、動(dòng)應變、孔隙水壓力、動(dòng)彈性模量、動(dòng)阻尼比等相關(guān)數據。具有動(dòng)、靜軸向應力，側向壓力和孔隙水壓力，軸向加載   程序等控制功能。
 

二、主要特點(diǎn)

三、可進(jìn)行的試驗

固結排水三軸試驗（CD），固結不排水三軸試驗（CU），不固結不排水三軸試驗（UU），應力控制或  應變控制動(dòng)態(tài)加載試驗、土的滲透性試驗。

四、主要技術(shù)參數

• 作動(dòng)器：高精度伺服電機 
• 軸向激振大動(dòng)態(tài)負荷：2Hz/4KN 
• 軸向力：配水下傳感器，大耐壓 7Mpa，量程 4KN，精度<0.1%F.S，分辨率 1N
• 軸向變形：量程 100mm，位移精度<0.1%F.S，分辨率 0.001mm 
• 圍壓：量程 900Kpa，精度<0.1%F.S，分辨率 1kPa 
• 反壓：量程 2Mpa，精度<0.1%F.S，分辨率 0.1kPa 
• 孔隙壓力：量程 1Mpa，精度<0.1%F.S，分辨率 0.1kPa 
• 體積變化：0-250ml，精度<0.1%F.S，分辨率 0.01ml 
• 剪切速率：0.001mm/min~30mm/min，無(wú)級調速 
• 試驗尺寸：φ39.1mm、φ61.8mm（其他尺寸可定制） 
• 壓力室耐壓：7Mpa 

五、系統組成配置和選項

• 數據采集和數字控制系統

該系統采用 32 位高速 ARM 處理器，配合數字電路對位移和荷載進(jìn)行閉環(huán)控制；配有 24 位數據采集（A/D）；配有高精度比例閥，能夠精確、穩定的控制圍壓壓力；配有 800x600 液晶顯示觸控屏， 顯示各項試驗指標；配有高速 RJ45 網(wǎng)絡(luò )口，實(shí)現與計算機軟件通訊；

• 高精度伺服電機加荷系統

采用伺服點(diǎn)電機控制加荷加荷系統，能高效、高精度實(shí)現軸向位移和壓力的控制；該系統為動(dòng)三軸   實(shí)驗的重要環(huán)節，不僅為試樣施加固結壓力，同時(shí)還為土樣施加動(dòng)態(tài)位移的關(guān)鍵功能。它由伺服控制   系統及精密的滾珠絲桿推進(jìn)加荷平臺向壓力室施加軸向荷載，可進(jìn)行開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制的應力式和應變式   的三軸試驗。該系統的靜態(tài)加荷速率（0.001~30 mm/min)是由伺服電機、驅動(dòng)器、單片機控制系統以及荷重傳感器等組成。在動(dòng)態(tài)加荷條件下，該系統由單片機控制的動(dòng)位移設置進(jìn)行多級應變控制的三   軸實(shí)驗。

• 高精度壓力/體積控制器（可根據需求定制更大量程） 

配備一套 2MPa/250cc 壓力/體積控制器，用于控制反壓的控制及排水量的測量，可實(shí)現恒流和恒壓兩種加載模式；內置過(guò)載過(guò)壓保護裝置，壓力測量精度為滿(mǎn)量程的 0.1%，分辨率為 0.1kPa，體積測量精度為滿(mǎn)量程的 0.1%，分辨率為 0.01ml

• 水下荷重傳感器

內置 3KN 水下荷重傳感器，大耐壓 7Mpa，精度為滿(mǎn)量程的 0.1%，分辨率 0.1N

• 可實(shí)現近三軸試驗

伺服電機控制，可實(shí)現普通三軸的剪切、壓縮等試驗

• 計算機數據采集處理軟件 

一套集控制、采集、處理于一體的軟件平臺，利用網(wǎng)絡(luò )通訊，實(shí)時(shí)控制試驗的進(jìn)行；具有數據采集功能，可脫機運行，待試驗完成由儀器讀取數據；具體數據處理功能，繪制摩爾包線(xiàn)，計算 C、φ， 繪制滯回圈等等。

• 實(shí)驗儀壓力室

動(dòng)三軸實(shí)驗儀壓力室是試驗的主要核心部分，它是由土樣、土樣底座、土樣帽、以及包在土樣外面的乳膠薄膜；壓力室外殼是由耐高壓的有機玻璃圓筒、鋁合金底座、頂蓋、傳壓活塞、活塞套、圍壓比   例閥加載系統以及在壓力室底部裝有孔隙壓力傳感器，反壓力、進(jìn)氣排水、孔隙壓力等管道， 以及各種傳感器電纜相關(guān)緊固件接口與閥門(mén)。

• 圍壓控制裝置 

在通常情況下，圍壓采用液壓控制裝置，但由于振動(dòng)對于圍壓產(chǎn)生一定波動(dòng)，目前該裝置采用氣壓控制。氣壓控制由一個(gè)進(jìn)口比例閥提供穩定的氣壓源。壓力范圍：0~900Kpa 這種方法操作起來(lái)方便。如果有必要時(shí)在壓力室內可加入清水至上排水位置，然后進(jìn)行氣壓控制。

• 反壓體變與孔壓測定系統

        反壓力施加主要是解決土樣的飽和問(wèn)題，當然解決飽和的方法很多：有真空抽氣飽和、水頭飽和、反壓力飽和等方法。對于一般的粘性土滲透系數：大于 n*10-7cm/s 可以采用反壓力體變系統即液壓控制器，對土中氣泡進(jìn)行壓縮，提高其飽和度，但在這套系統中我們可以向土樣內部一端施加反壓力，   并在土樣的另一端讓其排水，使土樣的氣泡在循環(huán)水的作用下排除同時(shí)可以測量體變，孔壓的測定由 孔壓傳感器的數字量輸入單片機存儲或直接輸入電腦。