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何谓动三轴试验?动三轴试验仪的分类

2020-05-05 [256]

什么是动三轴试验

    动三轴试验仪是由静三轴发展而来的一款高端土工试验仪器。土工建筑物及其地基,除了承受静荷载作用外,有时还会受到动荷载的作用,如地震引起的地震荷载,车辆及机器振动引起的振动荷载,爆炸引起的爆震荷载等,相对地说,静荷载及其在土体中引起的静应力的大小及作用方向是不随作用的时间而变化的,动荷载及其在土体中引起的动应力的大小及作用方向则是随着作用的时间而变化的。这种变化,有的属于随机波,如地震引起的地震应力;有的则类似于正弦波,如往复式机器引起的振动;有的则为瞬时作用的脉冲型震动。如煤震在土体中引起的应力。

    人们在评估动荷载作用下土工建筑物及其地基的稳定性和变形时,需掌握和了解有关土料的动力工程性质,诸如土的动强度特性、液化特性和动应力应变特性等。为了尽可能正确地了解各种土料的这些性质,除了在现场进行某些原位测试外,还需在室内进行各种动力试验,如动三轴试验、动扭剪三轴试验、动单剪试验、振动台试验和共振柱三轴试验等。

    动应力作用下土的力学性状与动剪应变幅γ的关系大致如下:

γ≤10-5为弹性阶段;γ=10-5-10-4为弹性向塑性的过渡阶段;γ=10-4-2х10-2为弹塑性阶段;γ>2х10-2为塑性变形阶段。

通常所说的小应变指γ≤10-5;中等应变为γ=10-5-10-3;大应变指γ=10-3-2х10-2;破坏应变指γ≥2х10-2。

γ>10-3时,由于往返加荷,土的特性会发生较大的变化,饱和土的孔隙水压力会发生变化,干土或非饱和土则会发生体积变化。

共振柱试验适用于γ=10-5-10-3;动三轴、动单剪、动扭剪及振动台试验则适用于γ=10-4-10-1。

研究型动三轴仪

    动三轴仪一般由三轴压力室、轴向及侧向加压系数、测量、记录和监视系统等主要部分组成。可按试样尺寸、激振方式及受力方式等分类如下:

1)按照试样尺寸分类,可分为小型动三轴仪、中型动三轴仪及大型动三轴仪。

2)按激振方式分类,分为惯性力式动三轴仪、电磁式动三轴仪、电液伺服式动三轴仪、电气式动三轴仪、摆式加荷动三轴仪。

3)按接受力方式分类,可分为单向激振式动三轴、双向激振式动三轴、振动扭剪三轴仪、共振柱仪、平面应变动三轴仪。

 

电机控制的动三轴仪

   苏州昱创自主研发了伺服电机控制的动三轴仪,将三轴压力室和动力驱动器合为一体,从压力室底座施加轴向力和轴向变形。压力室由装有马达驱动的基座螺旋传动。当没有选择径向动力驱动器时,通过平衡锤消除动态试验对恒定围压的影响。系统由苏州昱创自己开发的软件来控制。任一循环的数据都可以实时记录和显示出来。

    动三轴仪有2Hz、5Hz及10Hz等版本,其中10Hz系统可实现双向振动三轴试验。