一、简介
本机是依据《公路土工试验规程JTG 3430-2020》和《土工试验技术手册》，综合国内外已有的研究资料，采用伺服电机控制技术、传感器技术和计算机技术研发的，主要用于测试土壤在真实的三向应力状态下的应力应变变化规律。
系统由伺服电机控制的主机及伺服中、小主应力加载的压力室、多通道闭环测控仪及小、中、大压力传感器、孔压反压传感器、体变传感器以及计算机数据处理系统组成；微机与多通道闭环测控仪相联对整个过程实行全自动控制。
本机特点：
1、试样σ2方向传力板采用复合板，它可以随试样轴向变形而压缩，确保试样边界的完好。克服了刚性板尺寸必须比试样的尺寸小，该限制将导致试样受力不均的缺点；也克服了柔性加压 使试样边界不能保持平面形态的缺点。
2、功能多：试验过程控制方式随意设置即可进行试样的应力路径和应变式控制；是土的本构关系的理想设备。
3、人机对话灵活、数据存贮自动化程度高。微机自动测量试样三个方向的应变ε1、ε2、ε3和三个方向应力σ1、σ2 、σ3 ，反压力σb ，试样排水量△V和试样孔隙水压力Uw 等全部试验过程中，需要量测的数据均由自动采集系统完成。
二、结构原理及各部分说明
（一）主机部分
a)主机架
主机架由基座、上横梁、加荷平台、直立型框架式反力装置组成，基座和上横梁采用高强度轻质铝合金制成；两拉杆选用1cr18Ni 9T不锈钢制成，基座箱体内装有自动控制系统电子线路和排风装置。
b)轴向压力（主应力）σ1 和侧向压力（小主应力）σ3机械加荷传动系统
轴向压力和侧向压力由伺服电机减速机滚珠丝杆推进加荷平台向试件施加σ1 及σ3；伺服电机则由单片机微处理器控制，可进行开环和闭环控制的应力式和应变式三轴试验。伺服电机的脉冲频率或者试验的应变速率可满足各种试验方法的加荷应变条件，并达到国家三轴试验规程标准。
c)σ2液压控制系统
液压控制系统是由一组独立控制的液压加荷装置组成。由伺服电机减速机滚珠丝杆推动液压筒中的移动活塞向液体水施加压力，液体水通过管道流向真三轴压力室内两个σ2的液压腔，从而使土试件在σ2作用下进行三轴试验，可以采用应力式和应变式进行σ2加荷试验。
σ2液压控制系统采用微处理器电子技术，可以独立控制试验条件，也可以配置RS232接口计算机控制状态。
d)真三轴试验压力室兼容平面应变试验
压力室由有机玻璃圆筒、铝合金底座、顶盖、传压活塞、活塞套、可供真三轴试验和平面应变试验使用的σ2液压腔、防水位移传感器，压力室底座位于轴向加荷系统的平台之上，底座中设有σ2、σ3、σ b、Δν、μ以及ε2、ε3等各种传感器电缆线接口以及相关的紧固件、液压腔和传感器等固定支架。
(二)测量控制系统
1）多通道闭环测控仪
由三个伺服电机控制通道，五个压力通道，三个位移通道组成，一个体变控制通道，可同微机联机进行数据处理。
2）压力（体变）传感器
压力传感器选用应变片式传感器，共6只；
1、用以测量和控制σ2液压腔内的中主应力；
2、用以测量土体内的孔隙水压力Uw；
3、用以测量土体在排水条件下的ΔV增量；
4、用以测量轴向压力σ1；
5、测量小主应力σ3；
6、测量反压力σ b；
3）位移传感器
位移传感器采用容栅式数字传感器，根据试验条件和装置合理性可用于：
A、轴向变形，即在σ1作用下土体的ε1应变量，量程可达0-30mm和30mm以上。
B、压力室内土样ε3应变量，主要安装在土样ε3应变面的夹具上，考虑到ε3的侧向应变的均匀性和代表性，原则上在土样σ3受力面的两侧，且分别在中部和1/4处各安装一个ε3位移传感器。
C、σ2液压腔内安装4个水下位移传感器。在其中两个对称的液压腔内的土样中心点和1/4处各装有两个传感器，用来计算土样平均的ε2应变量。
（三）数据采集和处理系统
根据试验需要可实行在应力控制式和应变控制式条件下的真三轴试验和平面应变试验，并进行不同数据的采集和处理，尤其在应力控制条件下按不同的控制时间采集土样的ε1、μ、Δν、ε2、ε3或者在应变控制条件下σ1、ε1、σ3、σ2、μ、Δν、ε2、ε3，从而建立各种相关曲线和模型以及相关参数。本部分由计算机、打印机和数据处理软件组成。
三、主要技术指标
1、试样尺寸：70mm×70mm×35mm
2、大、中主应力：0～2000KPa（为不小于，精度小于 0.3%F.S）
3、周围压力：0～1000KPa（为不小于，精度小于 0.3%F.S）
4、反压力：0～600KPa（精度小于 0.3%F.S）
5、孔隙压力：0～2000KPa（精度小于 0.3%F.S）
6、竖向位移：0～30mm（精度小于 0.3%F.S）
7、侧向位移：0～10mm（精度小于 0.3%F.S）
8、加载速率：0.001～4mm/min
9、中主应力（σ2）方向：量程范围 0～5mm，分辨率为 0.001mm
10、数据采集器多通道 16 位 AD/DA 转换器采集系统，具有循环检测功能，采样速率不低于 4kHz
四、配置清单
序号 | 名称 | 数量 | 备注 |
一 | 主机 | 1台 | 伺服电机减速机滚珠丝杆控制轴向力σ1及小主应力σ3 ，由伺服电机滚珠丝杆推动活塞加液压σ2 |
① | 压力室 | 1台 | 试样尺寸70mm×70mm×35mm |
二 | 多通道闭环测控仪 | 1台 | 型号为Multli-06，三个伺服电机控制通道 |
① | 中主应力传感器 | 1只 | 0～2000KPa，精度：0.3﹪F.S |
② | 孔压传感器 | 1只 | 0～1000KPa，精度：0.3﹪F.S |
③ | 反压传感器 | 1只 | 0～600KPa，精度：0.3﹪F.S |
④ | 大主应力传感器 | 1只 | 0～2000KPa，精度：0.3﹪F.S； |
⑤ | 体变传感器 | 1只 | 0～10Kpa，精度0.1%FS |
⑥ | 数字百分位移传感器 | 1只 | 量程0-30mm，分度值0.01mm |
⑦ | 数字千分位移传感器 | 4只 | 量程0-10mm，分度值0.001mm |
三 | 计算机数据处理系统 | ||
① | 微机 | 1台 | 联想台式机，英特尔双核 E5500处理器/2G内存/500G硬盘/DVD/20寸液晶显示器； |
② | 激光打印机 | 1台 | 惠普1007（A4）黑白激光打印机； |
③ | 数据采集和处理软件 | 1套 | Windows7/10下运行 |
四 | 附件 | ||
① | 说明书 | 1份 |
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② | 合格证 | 1份 | |
