CN203164069U - 一种循环荷载作用下软土的动力特性试验用双向振动仪装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种循环荷载作用下软土的动力特性试验用双向振动仪装置，包括三轴压力器，围压控制器，反压控制器，信号控制器，主控计算机，发动机，所述的三轴压力器设置在围压控制器上，并通过制动单元连接三轴压力器和围压控制器，所述的反压控制器连接三轴压力器，所述的信号控制器分别连接制动单元、三轴压力器，围压控制器，反压控制器和主控计算机，所述的发动机分别连接三轴压力器和围压控制器。与现有技术相比，本实用新型具有可循环加载、使用范围广等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种动力特性试验用双向振动仪装置，尤其是涉及一种循环荷载作用下软土的动力特性试验用双向振动仪装置。
背景技术
软(粘)土一般具有高含水率、大孔隙比、低强度、触变性和结构性等特点。在地震荷载作用下，其动孔压和剪切强度都发生了变化，土体表现出明显的应变软化现象。为了对地震荷载作用下软土的变形特性预测提供试验基础，常采用循环荷载作用试验对饱和软粘土进行应力控制进行研究和分析。循环荷载作用历史是指处于不同固结状态的土曾经经历过的循环荷载作用，循环作用历史对土的性状有一定的影响。
对于正常固结土，预剪作用使正常固结粘土的再承受循环荷载的能力增强。对于超固结土，预剪对其强度的影响似乎没有一个定论。Matsui等认为，循环剪切后伴随孔压消散，其不排水抗剪强度和变形模量均略有增加，与正常固结土类似。而Andersen等和Yasuhara等对Drammen粘土的试验结果则得出相反的结论，认为经循环作用后，即使伴随排水过程，其不排水抗剪强度仍有下降，即抵抗进一步不排水循环荷载的能力将减弱。产生这一截然相反结论的原因可能与加荷方式、土的结构，特别是超固结比的大小有关。超固结比越大，反复剪切作用对土结构的破坏相对就越大，使循环荷载作用时孔压消散对不排水抗剪强度的相对补偿作用也不大，即预剪作用后土体表现出强度的衰减。
应力路径试验中最常用的仪器母体是常规三轴仪。常规三轴仪主要用来测量土的强度指标、应力应变关系和应力路径，是直观简单且可靠有效的实验设备。自1930年研制成功以来，历经70多年的发展，已在土工领域有着广泛的应用。常规三轴仪能进行排水和不排水剪切实验，可以完整的反映试样从开始变形到破坏的整个过程，数据量测可靠，是基本的室内土工试验仪器。
但一般常规三轴仪有其局限性：它只能进行应变控制实验，通过电机带动压力室以一定速率上升来实现轴向应力加载，无法进行应力控制实验；围压大小需要手动控制，不便于在实验过程中连续变化。基于以上原因常规三轴仪无法用来进行复杂的应力路径实验。
发明内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种循环荷载作用下软土的动力特性试验用双向振动仪装置。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种循环荷载作用下软土的动力特性试验用双向振动仪装置，其特征在于，包括三轴压力器，围压控制器，反压控制器，信号控制器，主控计算机，发动机，所述的三轴压力器设置在围压控制器上，并通过制动单元连接三轴压力器和围压控制器，所述的反压控制器连接三轴压力器，所述的信号控制器分别连接制动单元、三轴压力器，围压控制器，反压控制器和主控计算机，所述的发动机分别连接三轴压力器和围压控制器。
所述的三轴压力器包括顶盖、压力室、底座、所述的压力室位于顶盖和底座之间，所述的制动单元由底座底部插入压力室，并由顶盖穿出，轴向制动器顶部连接发动机。
所述的底座上设有通向压力室的水力接头、孔压传感器安装孔、围压传感器安装孔，水力接头设有两个，分别连接下排水阀门和上排水阀门。
所述的反压控制器包括反压腔、控制器和数字面板，所述的反压腔依次连接控制器和数字面板，其中反压腔分别连接下排水阀门和上排水阀门。
所述的信号控制器内设有高速数据采集和控制卡，信号控制器连接设置在三轴压力器上的孔压传感器和围压传感器。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
(1)可在10Hz范围内同时进行轴压和围压的循环加载(双向独立控制，并可以自定义波形，力控制式)；
(2)可在10Hz范围内对试样施加循环的轴向变形(应变控制式)；
(3)可模拟复杂的静、动应力路径；
(4)可进行常规的三轴试验，包括拉伸和压缩试验，应力控制和应变控制；
(5)可进行K0固结和膨胀试验。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
实施例
如图1所示，一种循环荷载作用下软土的动力特性试验用双向振动仪装置，包括三轴压力器1，围压控制器2，反压控制器3，信号控制器4，主控计算机5，发动机6，所述的三轴压力器1设置在围压控制器2上，并通过制动单元7连接三轴压力器1和围压控制器2，所述的反压控制器3连接三轴压力器1，所述的信号控制器4分别连接制动单元7、三轴压力器1，围压控制器2，反压控制器3和主控计算机5，围压控制器的腔体容积为200,000mm3，顶部有管道连1980，通过活塞运动实现加压，最大压力可达3MPa。所述的发动机6分别连接三轴压力器1和围压控制器2，形成循环系统，可以在实验过程中实现自动补偿，最大压力可达3MPa。
所述的三轴压力器1包括顶盖11、压力室12、底座13、所述的压力室12位于顶盖11和底座13之间，所述的制动单元7由底座底部插入压力室，并由顶盖穿出，轴向制动器顶部连接发动机。
所述的底座13上设有通向压力室的水力接头131、孔压传感器安装孔132、围压传感器安装孔，水力接头设有两个，分别连接下排水阀门133和上排水阀门134。
所述的反压控制器3包括反压腔31、控制器32和数字面板33，所述的反压腔31依次连接控制器32和数字面板33，其中反压腔31分别连接下排水阀门133和上排水阀门134。反压控制器的最大容积为200,000mm3，最大压力可达2MPa，它与三轴压力室的上下排水阀门相连，既可以施加反压又可以作为实验装置的排水通道，可以通过固结过程中反压控制器体积的变化计算土样体积变化。
所述的信号控制器内设有高速数据采集和控制卡，信号控制器连接设置在三轴压力器上的孔压传感器和围压传感器。信号控制器包括模拟和数字信号控制器，模拟信号控制器包括一个八通道板，它控制传感器并设定传感器的参数，不同颜色的通道控制不同传感器。数字信号控制器包括一个八通道控制板，负责处理从HSDAC卡传送到各控制器的数字信号。
Claims (5)
1.一种循环荷载作用下软土的动力特性试验用双向振动仪装置，其特征在于，包括三轴压力器，围压控制器，反压控制器，信号控制器，主控计算机，发动机，所述的三轴压力器设置在围压控制器上，并通过制动单元连接三轴压力器和围压控制器，所述的反压控制器连接三轴压力器，所述的信号控制器分别连接制动单元、三轴压力器，围压控制器，反压控制器和主控计算机，所述的发动机分别连接三轴压力器和围压控制器。
2.根据权利要求1所述的一种循环荷载作用下软土的动力特性试验用双向振动仪装置，其特征在于，所述的三轴压力器包括顶盖、压力室、底座，所述的压力室位于顶盖和底座之间，所述的制动单元由底座底部插入压力室，并由顶盖穿出，轴向制动器顶部连接发动机。
3.根据权利要求2所述的一种循环荷载作用下软土的动力特性试验用双向振动仪装置，其特征在于，所述的底座上设有通向压力室的水力接头、孔压传感器安装孔、围压传感器安装孔，水力接头设有两个，分别连接下排水阀门和上排水阀门。
4.根据权利要求3所述的一种循环荷载作用下软土的动力特性试验用双向振动仪装置，其特征在于，所述的反压控制器包括反压腔、控制器和数字面板，所述的反压腔依次连接控制器和数字面板，其中反压腔分别连接下排水阀门和上排水阀门。
5.根据权利要求1所述的一种循环荷载作用下软土的动力特性试验用双向振动仪装置，其特征在于，所述的信号控制器内设有高速数据采集和控制卡，信号控制器连接设置在三轴压力器上的孔压传感器和围压传感器。
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2013
- 2013-03-28 CN CN 201320149356 patent/CN203164069U/zh not_active Expired - Lifetime
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