一、 概述
智能動三軸試驗(yàn)儀是從靜三軸試驗(yàn)發(fā)展而來的，通過對試樣施加模擬的主動應(yīng)力，研究自然界中如地震，海浪沖擊，機(jī)械振動、爆炸以及高速運(yùn)動中的物體對于地基的振動力是否產(chǎn)生破壞。同時測定試樣在承受動荷載作用時的動態(tài)反應(yīng)。這種反應(yīng)是多方面的，基本和主要的是動應(yīng)力（或動主應(yīng)比力）與相應(yīng)的動應(yīng)變的關(guān)系（σd-εd或σ1/σ3-εd）、動應(yīng)力與相應(yīng)的空隙水壓力的變化關(guān)系。根據(jù)應(yīng)力、應(yīng)變和孔壓這三種指標(biāo)的相對關(guān)系，可以推求出土的動彈性模量、動變形模量、阻尼比，用以進(jìn)行土的結(jié)構(gòu)物動力分析，同時求出土的動強(qiáng)度包括液化指數(shù)、液化強(qiáng)度、及分析土體在動力作用下地基和結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定性及各項(xiàng)動彈性參數(shù)及粘彈性參數(shù)，和土樣在模擬某種實(shí)際振動的動應(yīng)力作用下所產(chǎn)生的性狀。
TT.IZZD-1型智能動三軸試驗(yàn)儀是一套的研究和測試土動力特性的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，主要用來進(jìn)行應(yīng)變?yōu)?0-4~10-2范圍內(nèi)的砂土液化試驗(yàn)、土的動強(qiáng)度試驗(yàn)、模量阻尼試驗(yàn)，測定試驗(yàn)過程中的動應(yīng)力、動應(yīng)變、孔隙水壓力、動彈性模量、動阻尼比等相關(guān)數(shù)據(jù)。具有動、靜軸向應(yīng)力，側(cè)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)
| 高精度電機(jī)控制 | 可以實(shí)現(xiàn)小應(yīng)變的靜態(tài)三軸試驗(yàn)，亦可實(shí)現(xiàn)大應(yīng)變的動三軸試驗(yàn)。 |
| 可脫機(jī)運(yùn)行 | 儀器內(nèi)置數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，代試驗(yàn)完成從儀器上傳數(shù)據(jù)至電腦存儲及處理。 |
| 試驗(yàn)數(shù)據(jù) | 系統(tǒng)為低摩擦型動態(tài)三軸儀。荷重傳感器放置于壓力室內(nèi)，與土樣直接接觸，減少摩擦力及外部因素對試驗(yàn)結(jié)果的誤差，保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。 |
| 可更換的荷重傳感器 | 根據(jù)用戶需求，可以選擇不同量程（3KN、10KN、30KN等等）以實(shí)現(xiàn)不同軟硬程度的土試驗(yàn)。 |
| 高精度比例閥 | 可以實(shí)現(xiàn)控制圍壓穩(wěn)定精度達(dá)到0.1kPa。 |
| 可更換的底座和試樣帽 | 實(shí)現(xiàn)在同一個壓力室內(nèi)進(jìn)行不同直徑的土樣試驗(yàn)（39.1mm、61.8mm等，亦可定制各種尺寸）。 |
| 應(yīng)力應(yīng)變雙控制模式 | 既可實(shí)現(xiàn)應(yīng)變控制的動態(tài)試驗(yàn)，也可實(shí)現(xiàn)應(yīng)力控制的動態(tài)試驗(yàn)。 |
三、 可進(jìn)行的試驗(yàn)
固結(jié)排水三軸試驗(yàn)（CD），固結(jié)不排水三軸試驗(yàn)（CU），不固結(jié)不排水三軸試驗(yàn)（UU），應(yīng)力控制或應(yīng)變控制動態(tài)加載試驗(yàn)、土的滲透性試驗(yàn)。
四、 升級選項(xiàng)
彎曲元試驗(yàn)、霍爾效應(yīng)局部應(yīng)變傳感器、LVDT局部應(yīng)變傳感器、非飽和土試驗(yàn)、溫度控制試驗(yàn)。
五、 主要技術(shù)參數(shù)
☆ 作動器：高精度伺服電機(jī)
☆ 軸向激振大動態(tài)負(fù)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，無級調(diào)速
☆ 試驗(yàn)尺寸：φ39.1mm、φ61.8mm（其他尺寸可定制）
☆ 壓力室耐壓：7Mpa
六、 系統(tǒng)組成配置和選項(xiàng)
☆ 數(shù)據(jù)采集和數(shù)字控制系統(tǒng)
該系統(tǒng)采用32位高速ARM處理器，配合數(shù)字電路對位移和荷載進(jìn)行閉環(huán)控制；配有24位數(shù)據(jù)采集（A/D）；配有高精度比例閥，能夠、穩(wěn)定的控制圍壓壓力；配有800x600液晶顯示觸控屏，顯示各項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo)；配有高速RJ45網(wǎng)絡(luò)口，實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)軟件通訊；
☆ 高精度伺服電機(jī)加荷系統(tǒng)
采用伺服點(diǎn)電機(jī)控制加荷加荷系統(tǒng)，能、高精度實(shí)現(xiàn)軸向位移和壓力的控制；該系統(tǒng)為動三軸實(shí)驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)，不僅為試樣施加固結(jié)壓力，同時還為土樣施加動態(tài)位移的關(guān)鍵功能。它由伺服控制系統(tǒng)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)行開環(huán)和閉環(huán)控制的應(yīng)力式和應(yīng)變式的三軸試驗(yàn)。該系統(tǒng)的靜態(tài)加荷速率（0.001~30 mm/min)是由伺服電機(jī)、驅(qū)動器、單片機(jī)控制系統(tǒng)以及荷重傳感器等組成。在動態(tài)加荷條件下，該系統(tǒng)由單片機(jī)控制的動位移設(shè)置進(jìn)行多級應(yīng)變控制的三軸實(shí)驗(yàn)。
☆ 高精度壓力/體積控制器（可根據(jù)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(xiàn)恒流和恒壓兩種加載模式；內(nèi)置過載過壓保護(hù)裝置，壓力測量精度為滿量程的0.1%，分辨率為0.1kPa，體積測量精度為滿量程的0.1%，分辨率為0.01ml
☆ 水下荷重傳感器
內(nèi)置4KN水下荷重傳感器，大耐壓7Mpa，精度為滿量程的0.1%，分辨率0.1N
☆ 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)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)時控制試驗(yàn)的進(jìn)行；具有數(shù)據(jù)采集功能，可脫機(jī)運(yùn)行，待試驗(yàn)完成由儀器讀取數(shù)據(jù)；具體數(shù)據(jù)處理功能，繪制摩爾包線，計(jì)算C、φ，繪制滯回圈等等。
☆ 動三軸實(shí)驗(yàn)儀壓力室
動三軸實(shí)驗(yàn)儀壓力室是試驗(yàn)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(jī)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(tǒng)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。
☆ 圍壓控制裝置
在通常情況下，圍壓采用液壓控制裝置，但由于振動對于圍壓產(chǎn)生一定波動，目前該裝置采用氣壓控制。氣壓控制由一個進(jìn)口比例閥提供穩(wěn)定的氣壓源。壓力范圍：0~900Kpa這種方法操作起來方便。如果有必要時在壓力室內(nèi)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(tǒng)
反壓力施加主要是解決土樣的飽和問題，當(dāng)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(shù)：大于n*10-7cm/s可以采用反壓力體變系統(tǒng)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(tǒng)中我們可以向土樣內(nèi)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可以測量體變，孔壓的測定由孔壓傳感器的數(shù)字量輸入單片機(jī)存儲或直接輸入電腦。
