應力控制式三軸壓縮儀

三軸試驗一直是研究岩土體變形、 強度等特性的重要研究手段。應力控制式三軸壓縮儀是以分級施加荷重方式對土試樣施加軸向壓力，直至破壞的三軸壓縮儀。新式加荷裝置多已改為折膜汽缸(bellofrom cylinder) 加荷。除施加軸向壓力設備不同外，其餘與應變控制式三軸壓縮儀同。

基本介紹

• 中文名：應力控制式三軸壓縮儀
• 外文名：stress control triaxial compression apparatus
• 學科：土力學
• 作用：進行三軸試驗
• 施加壓力方式：以分級施加荷重
• 目的：時間對土體變形特性

簡介

從土體的剪下方式來，可將三軸試驗儀器分為應變控制式三軸儀和應力控制式三軸儀。應變控制式三軸儀是以一定的剪下速率對岩土體進行剪下，試驗方式確定了變形與時間的關係， 因此試驗結果主要是得到土體的應力- 應變關係，進而對變形、強度等特性進行分析，而不能探討時間對應力應變的影響；而應力控制式三軸儀則是以恆定的荷載對岩土體進行剪下， 觀測土體變形隨時間發展的情況，因此能夠得到土體的應力- 應變- 時間的關係， 從而能夠分析得到時間對變形、強度等特性的影響。因此，若要研究時間對土體變形特性的影響， 則需進行應力控制式三軸試驗。應力控制式三軸儀由於其套用範圍、 經費等原因使得它並不是岩土試驗室的常規儀器。隨著上海、廣州、大連等沿海地區經濟建設發展的需要， 學者已越來越重視土體變形的時間效應問題：孫鈞等較早對上海軟土進行了一系列的流變試驗研究指出在上海進行的工程建設中必須重視軟土的流變特性；陳曉平等則針對廣東典型軟土的流變特性進行了一系列室內試驗研究，得到影響蠕變固結特性的影響因素並建立了相關的蠕變固結模型。

組成

三軸壓縮儀由壓力室、軸向加荷系統、施加周圍壓力系統、孔隙水壓力量測系統等組成。

應力應變控制式試驗機：由壓力機、變速箱、機架等組成。壓力機：由箱體、立柱、橫樑等組成。兩立柱間寬B= 370mm，壓力室座至橫樑淨空高H =850mm，箱體內有一對蝸輪付和高精度滾珠絲桿等。變速箱為齒輪減速機構由永磁低速同步電機驅動，由拉軸調整軸升速度，共有15檔速度0 . 002 ～ 4mm/min，或根據實驗需要調整所需軸升速度，在機柜上有軸升速度表可供實驗人員查詢。三軸壓力室 ，壓力室結構：壓力室基本形式是裝在橫樑與壓力室之間的荷重感測器測力，壓力室為雙層有機玻璃筒，分底座和上罩兩部分，底座上裝進口高進氣值陶土板，傳壓力帽，排水管等，並有五個螺孔，標有標記，相對於壓力體變櫃中各管路的連線。上罩的頂蓋上裝有位移感測器和排氣塞。上罩和底座之間是用 T形螺栓連線，用“O”形橡膠圈來密封。

壓力體變櫃，壓力體變櫃內裝有：圍壓系統、、系統，試樣排水測量系統，試樣外體積變化系統，儲水桶，壓力體變系統連線圖，應力控制系統等。試樣排水系統主要由差壓感測器，有機玻璃管，管路組成，主要測量試樣內的排水情況，通過計算機顯示試樣外的體積變化，是和串聯在一起的，主要由壓力感測器，差壓感測器，體變管， 管路等組成 。主要是測量試樣外的體積變化和顯示的壓力，由計算機顯示，也可以人工測讀。應力控制系統主要是由計算機軟體控制。土工試驗數據採集系統，是與土三軸儀配套的一個試驗軟體，可以直接讀出非飽和土三軸試驗過程中的孔隙氣壓力、孔隙水壓力、圍壓、軸向荷載、軸向變形、 試樣排水的大小

要求

應力控制式三軸儀必須滿足以下基本要求

可以對圓柱體土樣施加(或卸除)恆定的圍壓和軸壓；可以量測土樣的軸向變形和土樣底部的孔隙水壓力；可以收集土樣在試驗過程中排出的孔隙水，以便研究土樣卸荷回彈時的吸水規律；具有足夠的試驗精度。

量測系統。試驗過程中及土樣破壞時的軸向位移、 孔隙水壓力、土樣的排水量等是試驗成

果分析的重要數據，需要精確量測。軸向位移採用百分表量測，精確到0.001 mm；土樣的排水體積通過從壓力室引出的兩條排水管量測，精確到0.01Ml；孔隙水壓力通過土樣底部與壓力室外部孔壓量測儀接通的管道量測，可精確到1 kPa。