全自動三軸壓縮儀

一、概述

三軸壓縮試驗是測定土的抗剪強度的一種方法，它通常用3～4個圓柱試樣，分別在不同的恒定周圍壓

力(即小主應力σ3)下，施加軸向壓力[即產生主應力差(σ1-σ3)],進行剪切直至破壞；然后根據摩爾-庫

倫理論，求得抗剪強度參數。根據排水條件的不同，可進行不固結不排水剪切(UU)、固結不排水剪(CU)、

固結排水剪(CD)等三種試驗類型。

 TT-ATS1型全自動三軸儀是基于三軸壓縮試驗理論基礎而研發的，它集機械、電子、自動化、傳感器技術于一體。在硬件上主要由三軸荷載架及圍壓/反壓控制器組成，其所配套的系統軟件可提供試驗設置、系統控制、數據采集以及數據處理等功能，交互性能良好，該產品在原有三軸儀的基礎上改進其控制系統，采用全電路設計，試驗過程無需人工干預，提高試驗效率。

二、主要特點

三、可進行的試驗

固結排水三軸試驗（CD），固結不排水三軸試驗（CU），不固結不排水三軸試驗（UU）

四、主要技術參數

l 試樣尺寸：Φ39.1x80mm

l 豎向壓力： 0-10KN，精度0.3%F.S，分辨率1N

l 周圍壓力：置高精度液壓體積控制器，采用優良的無限循環注壓方式，單次液壓體變量50ml，加壓范圍0-1Mpa，外置液晶觸控顯示屏，具有防止超過壓力和體積的自動保護裝置。體積分辨率為0.1ml，體積精度為0.1%F.S，壓力精度為0.3%F.S，壓力分辨率為1kPa。可進行恒壓控制壓力穩定可靠；觸控屏可顯示當前系統運行的數據、狀態以及控制，包括：加載壓力、當前壓力、當前體變等。另可手動控制液壓系統的快速前進后退，補水排氣操作。

l 反壓力：置高精度液壓體積控制器，采用優良的無限循環注壓方式，單次液壓體變量50ml，加壓范圍0-1Mpa，外置液晶觸控顯示屏，具有防止超過壓力和體積的自動保護裝置。體積分辨率為0.1ml，體積精度為0.1%F.S，壓力精度為0.3%F.S，壓力分辨率為1kPa。可進行恒壓控制壓力穩定可靠；觸控屏可顯示當前系統運行的數據、狀態以及控制，包括：加載壓力、當前壓力、當前體變等。另可手動控制液壓系統的快速前進后退，補水排氣操作。

l 孔隙壓力：配置0-1Mpa高精度壓力傳感器，精度0.3%F.S，分辨率1kPa

l 排水體變：由反壓液壓體積控制器測量，精度高，可靠性好，采用優良的無限循環注壓方式，單次液壓體變量50ml；

l 三軸荷載架：最大出力20KN，配置液晶觸控顯示屏，實時顯示位移、荷重、孔壓等參數，可電腦控制全自動控制；應變速率0.001-4/min，無級變速，相對誤差≤3%。

五、系統組成配置和選項

l 數據采集和數字控制系統

該系統采用 32 位高速 ARM 處理器，配合數字電路對位移和荷載進行閉環控制；配有 24 位數據采集（A/D）；配有高精度比例閥，能夠精確、穩定的控制圍壓壓力；配有 640x480 液晶顯示觸 控屏， 顯示各項試驗指標；配有高速 RJ45 網絡口，實現與計算機軟件通訊。

l 高精度步進電機加荷系統

采用步進電機控制加荷系統，能高效、高精度實現軸向加載控制；該系統為三軸實驗的重要環節，

不僅為試樣施加軸向荷載，同時還有土樣位移測量和軸向壓力測量的關鍵功能。它由控制系統及精密的滾珠絲桿推進加荷平臺向壓力室施加軸向荷載，可進行應變式的三軸試驗。該系統的靜態加荷速率（0.001~4mm/min)是由伺服電機、驅動器、單片機控制系統以及荷重傳感器等組成。

l 高精度壓力/體積控制器

配備一套 1MPa/50cc 壓力/體積控制器，用于圍壓、反壓的控制及排水量的測量，可實現恒流和恒壓兩種加載模式；內置過載過壓保護裝置，壓力測量精度為滿量程的 0.3%，分辨率為 1kPa，體積測量精度為滿量程的 0.1%，分辨率為 0.1ml。

l 計算機數據采集處理軟件

一套集控制、采集、處理于一體的軟件平臺，利用網絡通訊，實時控制試驗的進行；具有數據采集功能，實時采集并顯示試驗過程中的數據及曲線；具有數據處理功能，繪制摩爾包線，計算 C、φ。

l 三軸實驗儀壓力室

三軸實驗儀壓力室是試驗的主要核心部分，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玻璃圓筒、鋁合金底座、頂蓋、傳壓活塞、活塞套、以及在壓力室底部裝有孔隙壓力傳感器，反壓力、進氣排水、孔隙壓力等管道， 以及各種傳感器電纜相關緊固件接口與閥門。

l 反壓體變與孔壓測定系統

反壓力施加主要是解決土樣的飽和問題，當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：大于 n*10-7cm/s 可以采用反壓力體變系統即液壓控制器，對土中氣泡進行壓縮，提高其飽和度，但在這套系統中我們可以向土樣內部一端施加反壓力，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 孔壓傳感器的數字量輸入單片機存儲或直接輸入電腦。

六、部分試驗數據