一、概述

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

力(即小主應(yīng)力σ3)下，施加軸向壓力[即產(chǎn)生主應(yīng)力差(σ1-σ3)],進(jìn)行剪切直至破壞；然后根據(jù)摩爾-庫

倫理論，求得抗剪強(qiáng)度參數(shù)。根據(jù)排水條件的不同，可進(jìn)行不固結(jié)不排水剪切(UU)、固結(jié)不排水剪(CU)、

固結(jié)排水剪(CD)等三種試驗(yàn)類型。

 TT-ATS1型全自動(dòng)三軸儀是基于三軸壓縮試驗(yàn)理論基礎(chǔ)而研發(fā)的，它集機(jī)械、電子、自動(dòng)化、傳感器技術(shù)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(tǒng)軟件可提供試驗(yàn)設(shè)置、系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)處理等功能，交互性能良好，該產(chǎn)品在原有三軸儀的基礎(chǔ)上改進(jìn)其控制系統(tǒng)，采用全電路設(shè)計(jì)，試驗(yàn)過程無需人工干預(yù)，提高試驗(yàn)效率。

二、主要特點(diǎn)

三、可進(jìn)行的試驗(yàn)

固結(jié)排水三軸試驗(yàn)（CD），固結(jié)不排水三軸試驗(yàn)（CU），不固結(jié)不排水三軸試驗(yàn)（UU）

四、主要技術(shù)參數(shù)

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(yōu)良的無限循環(huán)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(dòng)保護(hù)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?？蛇M(jìn)行恒壓控制壓力穩(wěn)定可靠；觸控屏可顯示當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)、狀態(tài)以及控制，包括：加載壓力、當(dāng)前壓力、當(dāng)前體變等。另可手動(dòng)控制液壓系統(tǒng)的快速前進(jìn)后退，補(bǔ)水排氣操作。

l 反壓力：置高精度液壓體積控制器，采用優(yōu)良的無限循環(huán)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(dòng)保護(hù)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(jìn)行恒壓控制壓力穩(wěn)定可靠；觸控屏可顯示當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)、狀態(tài)以及控制，包括：加載壓力、當(dāng)前壓力、當(dāng)前體變等。另可手動(dòng)控制液壓系統(tǒng)的快速前進(jìn)后退，補(bǔ)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(yōu)良的無限循環(huán)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(shí)時(shí)顯示位移、荷重、孔壓等參數(shù)，可電腦控制全自動(dòng)控制；應(yīng)變速率0.001-4/min，無級變速，相對誤差≤3%。

五、系統(tǒng)組成配置和選項(xiàng)

l 數(shù)據(jù)采集和數(shù)字控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)采用 32 位高速 ARM 處理器，配合數(shù)字電路對位移和荷載進(jìn)行閉環(huán)控制；配有 24 位數(shù)據(jù)采集（A/D）；配有高精度比例閥，能夠精確、穩(wěn)定的控制圍壓壓力；配有 640x480 液晶顯示觸 控屏， 顯示各項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo)；配有高速 RJ45 網(wǎng)絡(luò)口，實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)軟件通訊。

l 高精度步進(jìn)電機(jī)加荷系統(tǒng)

采用步進(jìn)電機(jī)控制加荷系統(tǒng)，能高效、高精度實(shí)現(xiàn)軸向加載控制；該系統(tǒng)為三軸實(shí)驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)，

不僅為試樣施加軸向荷載，同時(shí)還有土樣位移測量和軸向壓力測量的關(guān)鍵功能。它由控制系統(tǒng)及精密的滾珠絲桿推進(jìn)加荷平臺向壓力室施加軸向荷載，可進(jìn)行應(yīng)變式的三軸試驗(yàn)。該系統(tǒng)的靜態(tài)加荷速率（0.001~4mm/min)是由伺服電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、單片機(jī)控制系統(tǒng)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(shí)現(xiàn)恒流和恒壓兩種加載模式；內(nèi)置過載過壓保護(hù)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(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)通訊，實(shí)時(shí)控制試驗(yàn)的進(jìn)行；具有數(shù)據(jù)采集功能，實(shí)時(shí)采集并顯示試驗(yàn)過程中的數(shù)據(jù)及曲線；具有數(shù)據(jù)處理功能，繪制摩爾包線，計(jì)算 C、φ。

l 三軸實(shí)驗(yàn)儀壓力室

三軸實(shí)驗(yàn)儀壓力室是試驗(yàn)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(jī)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(jìn)氣排水、孔隙壓力等管道， 以及各種傳感器電纜相關(guān)緊固件接口與閥門。

l 反壓體變與孔壓測定系統(tǒng)

反壓力施加主要是解決土樣的飽和問題，當(dāng)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(shù)：大于 n*10-7cm/s 可以采用反壓力體變系統(tǒng)即液壓控制器，對土中氣泡進(jìn)行壓縮，提高其飽和度，但在這套系統(tǒng)中我們可以向土樣內(nèi)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(huán)水的作用下排除同時(shí)可以測量體變，孔壓的測定由 孔壓傳感器的數(shù)字量輸入單片機(jī)存儲(chǔ)或直接輸入電腦。

六、部分試驗(yàn)數(shù)據(jù)