科研型三代
YS30-3D型 研究型應(yīng)力路徑控制三軸壓縮試驗機
簡 介
三軸試驗是研究粗粒土的力學(xué)特性的主要試驗設(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。我公司與長江歷時十年研發(fā)出“研究型應(yīng)力路徑控制三軸剪切試驗機”，該設(shè)備能有效地消除三軸試驗中試樣的“端部效應(yīng)”，可確保試樣在試驗全過程各部位應(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機”型號定為：“YS30-3D型”，適用于軸向應(yīng)力σ1不大于21MPa(軸向載荷1500kN)，試樣周圍壓力σ3不大于3.0MPa的試驗范圍。
本設(shè)備除具有一般三軸壓縮試驗功能外，主要用于應(yīng)力路徑控制方式進行試驗(即σ1>力3試驗)。該設(shè)備采用我公司“高精度低速數(shù)控計量油源調(diào)速系統(tǒng)”號：ZL 2015 2 1057375.8，簡稱：數(shù)控油源)，同時還可進行長期蠕變試驗、濕化變形試驗研究。具有自動控制軸向應(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;對所有試驗參數(shù)進行自動數(shù)據(jù)采集，分時傳回上位機存儲;上位機對接收到的實時反饋控制信號，進行分析處理，再重新發(fā)出新的控制信號，驅(qū)動兩臺PLC控制器自動控制“數(shù)控油源”與整機控制系統(tǒng)正常工作。
本機自動采集的參數(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
1、端部約束會增大土體各級圍壓下的峰值強度，但影響較小(不超過10%)。同時對土體的強度參數(shù)影響不大。這是由于隨著長徑比的加大，端部約束對峰值強度的影響被弱化。在利用摩爾圓作圖求解強度參數(shù)時，常規(guī)試驗各級圍壓下的峰值強度均有一定的增大，強度包線就相應(yīng)的向上平移，得出c值偏大，φ值不變的試驗結(jié)果，進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99%)，端部約束易使土體偏應(yīng)力曲線表現(xiàn)出軟化，峰值點提前。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，這與三軸試驗要求的均勻變形是不匹配的，偏離了三軸試驗要求。
3、為解決上述問題，減小和消除端面效應(yīng)對試驗結(jié)果的影響，推出了該研究型應(yīng)力路徑控制三軸試驗機，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，保持試樣在試驗全過程各部位應(yīng)力和應(yīng)變的一致性。
