TT-MSD1型 CT掃描微型振動(dòng)三軸試驗(yàn)儀

TT-MSD1型 CT掃描微型振動(dòng)三軸試驗(yàn)儀

一、概述

土體的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)其宏觀力學(xué)性質(zhì)有著很大的影響，微型動(dòng)三軸儀適用于工業(yè)顯微CT掃描儀，可以深入研究土體在循環(huán)荷載作用下的微觀結(jié)構(gòu)演化與其宏觀力學(xué)特性之間的關(guān)系。

該儀器主要由控制采集箱系統(tǒng)、主機(jī)系統(tǒng)、氣水轉(zhuǎn)換器組成。主要用來進(jìn)行應(yīng)變?yōu)?10-4～10-2范圍內(nèi)的砂土液化試驗(yàn)、土的動(dòng)強(qiáng)度試驗(yàn)、模量阻尼試驗(yàn)，測定試驗(yàn)過程中的動(dòng)應(yīng)力、動(dòng)應(yīng)變、孔隙水壓力、動(dòng)彈性模量、動(dòng)阻尼比等相關(guān)數(shù)據(jù)。具有動(dòng)、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。其具有體積較小、試樣小型化 (直徑×高=10mm× 20mm)、便于操作、兼容性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可在無需改裝己有 CT設(shè)備前提下對(duì)試樣進(jìn)行旋轉(zhuǎn)掃描。

二、主要技術(shù)指標(biāo)

1、試樣尺寸∶ φ10*20mm

2、軸向加載傳感器量程∶1KN 精度0.1%FS

3、圍壓量程∶0-1MPa、反壓量程∶0-1MPa、孔壓量程∶0-1MPa

4、軸向振動(dòng)頻率∶0-2HZ?

5、動(dòng)態(tài)位移∶-2.0mm～2.0mm，精度≤0.1%FS

三、微型動(dòng)三軸儀結(jié)構(gòu)組成介紹：

微型動(dòng)三軸儀主要包括控制采集箱系統(tǒng)、主機(jī)系統(tǒng)、以及氣水轉(zhuǎn)換器三部分。

控制采集箱系統(tǒng)主要包括：圍壓加載裝置、反壓加載裝置及反壓傳感器、軸壓傳感器、軸電機(jī)、網(wǎng)絡(luò)接口、以及彩色觸摸顯示屏等。

主機(jī)系統(tǒng)主要包括：儀器底座、壓力室底座、試樣底座、加強(qiáng)材料及高透光率的壓力室外殼 (厚5mm)、試樣帽、活塞、軸向循環(huán)加載裝置及內(nèi)置軸壓傳感器等。整個(gè)主機(jī)系統(tǒng)高度為 400mm,底座直徑為120mm，重量約為10kg，試樣尺寸為高為20mm，直徑為10mm，體積V=1.571cm3。該裝置整體尺寸較小，且試樣小型化，壓力室透明外殼較薄，方便借助工業(yè)顯微CT掃描設(shè)備測得較清晰的土顆粒相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像。

(1) 軸壓控制系統(tǒng)

   軸向加壓采用伺服電機(jī)加載，選用試樣頂部加載設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)不同于常規(guī)動(dòng)三軸底部加載方式，可有效避免底部加壓普遍存在的無法解決在大壓力情況下，傳壓桿與密封圈之間摩擦阻力較大的問題，從而提高了試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。加載方式具有應(yīng)力控制和應(yīng)變控制兩種方式，其加載頻率為0.01~2Hz；軸壓傳感器量程為 0~1000N，精度為0.3%FS；軸向加載上下限位范圍為0~18mm。 激振裝置采用機(jī)械傳動(dòng)式，由試樣頂部進(jìn)行循環(huán)加載，可模擬全波和半波兩種循環(huán)模 式。活塞與試樣頂部采用錐形透明硅膠套聯(lián)接，活塞內(nèi)部設(shè)有通道與外部大氣相通，在施加圍壓前將此通道的閥門關(guān)閉，圍壓施加完成后將活塞與試樣頂部接觸，打開閥門，此時(shí)壓力室內(nèi)的壓力遠(yuǎn)大于外部氣壓，通過圍壓的壓力使得錐形透明硅膠套緊貼合于活塞，清零數(shù)據(jù)后方可進(jìn)行循環(huán)加載試驗(yàn)。

(2) 圍壓控制系統(tǒng)

圍壓加載控制系統(tǒng)采用氣壓控制氣水壓力傳遞方式，加載范圍 0~800kPa。加載圍壓過程中，通過管路將氣水轉(zhuǎn)換容器的進(jìn)氣口與控制采集箱內(nèi)圍壓加載裝置連接，出氣口與主機(jī)系統(tǒng)壓力室連接，通過圍壓加載裝置將氣水轉(zhuǎn)換容器里的水壓到壓力室中，從而達(dá)到設(shè)定的圍壓數(shù)值。

(3) 反壓控制系統(tǒng)

反壓加載控制系統(tǒng)采用液壓控制方式，控制采集系統(tǒng)內(nèi)的反壓調(diào)壓倉通過管路與試樣底部排水管路相連接，采用下排水方式，加載范圍為 0~1000kPa。試樣在排水過程中，根據(jù)反壓調(diào)壓倉 內(nèi)的體積變化，測得試樣在試驗(yàn)中的排水量。

(4) 數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理兩個(gè)子系統(tǒng)。試驗(yàn)過程中數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)通過網(wǎng)線接口傳輸并記錄下數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)顯示在電腦端屏幕上，并利用己編好的程序即時(shí)計(jì)算出數(shù)據(jù)結(jié)果，生成相應(yīng)曲線。該曲線顯示界面分為4個(gè)小窗口，每個(gè)窗口可根據(jù)需要調(diào)整坐標(biāo)軸顯示的變量，實(shí)時(shí)觀察各變量之間的關(guān)系。數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)則是在數(shù)據(jù)采集完成后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行微處理，可分段查看不同試驗(yàn)狀態(tài)下的數(shù)據(jù)結(jié)果。