何謂動三軸試驗？動三軸試驗儀的分類

什么是動三軸試驗

    動三軸試驗儀是由靜三軸發(fā)展而來的一款高端土工試驗儀器。土工建筑物及其地基，除了承受靜荷載作用外，有時還會受到動荷載的作用，如地震引起的地震荷載，車輛及機器振動引起的振動荷載，爆炸引起的爆震荷載等，相對地說，靜荷載及其在土體中引起的靜應力的大小及作用方向是不隨作用的時間而變化的，動荷載及其在土體中引起的動應力的大小及作用方向則是隨著作用的時間而變化的。這種變化，有的屬于隨機波，如地震引起的地震應力；有的則類似于正弦波，如往復式機器引起的振動；有的則為瞬時作用的脈沖型震動。如煤震在土體中引起的應力。

    人們在評估動荷載作用下土工建筑物及其地基的穩(wěn)定性和變形時，需掌握和了解有關土料的動力工程性質(zhì)，諸如土的動強度特性、液化特性和動應力應變特性等。為了盡可能正確地了解各種土料的這些性質(zhì)，除了在現(xiàn)場進行某些原位測試外，還需在室內(nèi)進行各種動力試驗，如動三軸試驗、動扭剪三軸試驗、動單剪試驗、振動臺試驗和共振柱三軸試驗等。

    動應力作用下土的力學性狀與動剪應變幅γ的關系大致如下：

γ≤10-5為彈性階段；γ=10-5-10-4為彈性向塑性的過渡階段；γ=10-4-2х10-2為彈塑性階段；γ>2х10-2為塑性變形階段。

通常所說的小應變指γ≤10-5；中等應變?yōu)?gamma;=10-5-10-3；大應變指γ=10-3-2х10-2；破壞應變指γ≥2х10-2。

當γ>10-3時，由于往返加荷，土的特性會發(fā)生較大的變化，飽和土的孔隙水壓力會發(fā)生變化，干土或非飽和土則會發(fā)生體積變化。

共振柱試驗適用于γ=10-5-10-3；動三軸、動單剪、動扭剪及振動臺試驗則適用于γ=10-4-10-1。

研究型動三軸儀

    動三軸儀一般由三軸壓力室、軸向及側(cè)向加壓系數(shù)、測量、記錄和監(jiān)視系統(tǒng)等主要部分組成。可按試樣尺寸、激振方式及受力方式等分類如下：

（1）按照試樣尺寸分類，可分為小型動三軸儀、中型動三軸儀及大型動三軸儀。

（2）按激振方式分類，分為慣性力式動三軸儀、電磁式動三軸儀、電液伺服式動三軸儀、電氣式動三軸儀、擺式加荷動三軸儀。

（3）按接受力方式分類，可分為單向激振式動三軸、雙向激振式動三軸、振動扭剪三軸儀、共振柱儀、平面應變動三軸儀。

 

電機控制的動三軸儀

   蘇州昱創(chuàng)自主研發(fā)了伺服電機控制的動三軸儀，將三軸壓力室和動力驅(qū)動器合為一體，從壓力室底座施加軸向力和軸向變形。壓力室由裝有馬達驅(qū)動的基座螺旋傳動。當沒有選擇徑向動力驅(qū)動器時，通過平衡錘消除動態(tài)試驗對恒定圍壓的影響。系統(tǒng)由蘇州昱創(chuàng)自己開發(fā)的軟件來控制。任一循環(huán)的數(shù)據(jù)都可以實時記錄和顯示出來。

    動三軸儀有2Hz、5Hz及10Hz等版本，其中10Hz系統(tǒng)可實現(xiàn)雙向振動三軸試驗。