HTSZ-100A粗粒土三軸剪切試驗(yàn)機(jī)

一、 設(shè)備概述

粗粒土三軸剪切試驗(yàn)機(jī)根據(jù)GB/T50123-2019 《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》設(shè)計(jì)制造，各項(xiàng)性能參數(shù)全符合相關(guān)規(guī)范要求。本試驗(yàn)機(jī)用于測(cè)定土樣在等應(yīng)變加荷方式下土體的抗剪強(qiáng)度、變形和孔隙水壓力等功能。該系統(tǒng)可以進(jìn)行不固結(jié)不排水試驗(yàn)（UU）、固結(jié)不排水試驗(yàn)（CU）、固結(jié)排水試驗(yàn)（CD）等。

本儀器主要有三部分組成：測(cè)控系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、附件（含φ300mm壓力室、對(duì)開(kāi)模、電動(dòng)升降移動(dòng)架等）。

1.1主要技術(shù)參數(shù)及規(guī)格

1、試樣尺寸: 中300x600mm

2、最大軸向靜態(tài)荷載:1000KN

3、軸向力分辨率:0.1KN

4、力傳感器測(cè)量精度:士0.5%F.S

5、位移測(cè)量范圍:0~350mm

6、位移分辨率:0.01mm

7、位移傳感器測(cè)量精度:±0.5% F.S

8、應(yīng)變式軸向加載速率:0.2-30mm/min

9、最大周圍壓力:3MPa

10、使用介質(zhì):水

11、孔隙水壓力:-0.1~3MPa

12、反壓力:0~3MPa

13、壓力分辨率:0.1MPa

14、泵站使用介質(zhì):用N46號(hào)抗磨液壓油

15、使用電源:3+N（三火一零）

16、尺寸：主機(jī)：1.05*1.7*2.55（長(zhǎng)寬高，米），水壓控制系統(tǒng)：0.75*0.65*1.3（長(zhǎng)寬高，米），控制柜：106*0.52*1.2（長(zhǎng)寬高，米）

1.2性能及特點(diǎn)

1、 儀器測(cè)控系統(tǒng)核心控制系統(tǒng)采用高速32位ARM微控制器，超高速的采樣以及運(yùn)算能力保證試驗(yàn)過(guò)程中各項(xiàng)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集及顯示。

2、 測(cè)控系統(tǒng)操作界面采用了集成了觸控的工業(yè)平板電腦，試驗(yàn)測(cè)控軟件功能齊全，滿足規(guī)范所需的數(shù)據(jù)顯示和自動(dòng)試驗(yàn)功能，具有完善的記錄，報(bào)表展示功能。

3、 軸向加載系統(tǒng)由交流伺服油源驅(qū)動(dòng)，剪切速率更穩(wěn)定，帶有大環(huán)反饋系統(tǒng)的恒壓比例閥控制。

4、 整個(gè)系統(tǒng)無(wú)需外界空氣壓縮機(jī)等任何壓力源，自身實(shí)現(xiàn)液壓控制，圍壓產(chǎn)生和控制，性能穩(wěn)定，滿足各種三軸試驗(yàn)的需求。

1.3試驗(yàn)機(jī)主要工作原理

1、 三軸試驗(yàn)時(shí)，將制備好的試樣用橡膠膜包裹好，放入壓力室，然后根據(jù)試驗(yàn)要求通過(guò)圍壓系統(tǒng)和反壓系統(tǒng)進(jìn)行加壓控制，加載系統(tǒng)的工作臺(tái)以要求的剪切速率上升剪切，直至土樣破壞。試驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)壓力傳感器和0-150mm的位移傳感器獲得相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，用于后期數(shù)據(jù)處理。

2、 圍壓、反壓的控制方式是以水為介質(zhì)，通過(guò)調(diào)壓筒的活塞前進(jìn)或后退對(duì)水壓縮獲得所需的壓力。

3、 試驗(yàn)中，土樣的體積變化由體變管或量水管測(cè)量。

二、粗粒土三軸壓縮試驗(yàn)結(jié)構(gòu)原理示意圖

? 無(wú)黏性粗顆粒土試樣飽和，抽氣飽和法、水頭飽和法、二氧化碳飽和法。

? 黏質(zhì)粗顆粒土試樣飽和，抽氣飽和法、反壓飽和法。

1軸向載荷傳感器；2試樣；3軸向位移傳感器；

4壓力室罩；5頂帽；6上透水板；7下透水板；

8橡皮膜；9量水管；10體變管；

11測(cè)控柜（壓力庫(kù)）；12壓力表（圍壓/反壓）；

13孔隙壓力閥；14試樣進(jìn)水閥；15排水閥；

16量水管閥；17周圍壓力閥；18反壓力閥；

19通氣閥；20排氣閥；21排氣/水閥

二、試驗(yàn)機(jī)測(cè)控軟件說(shuō)明

2.1軟件安裝

雙擊打開(kāi)EasyTest9安裝包程序，之后進(jìn)入安裝向?qū)Вc(diǎn)擊下一步，安裝位置可以更改，默認(rèn)安裝在C盤，有D盤的情況一般更改為D盤（C改成D確定即可），之后下一步，再下一步，安裝完成即可。

2.2設(shè)備連接

2.3進(jìn)入軟件

雙擊打開(kāi)桌面圖標(biāo)軟件會(huì)嘗試與控制器連接，當(dāng)連接不上控制器時(shí)會(huì)彈出通訊窗口。這時(shí)電腦需要配置IP地址以及關(guān)閉防火墻設(shè)置（網(wǎng)口通信）。若是串口通信在通訊窗口中的串口列表中找到連接控制器的串口，點(diǎn)擊一下，再點(diǎn)擊連接即可。

2.4設(shè)置IP地址以及關(guān)閉防火墻

點(diǎn)擊通訊窗口左下角設(shè)置IP地址，找到未識(shí)別的網(wǎng)絡(luò)，右鍵點(diǎn)擊屬性，雙擊Internet協(xié)議版本4（TCP/IPv4）,選擇使用下面的IP地址，配置IP地址192.168.1.11，子網(wǎng)掩碼255.255.255.0，然后確定再確定如下圖1所示。如果點(diǎn)連接還沒(méi)有反應(yīng)，假如電腦可以上網(wǎng)，需要確認(rèn)上網(wǎng)的網(wǎng)段是否與控制箱的網(wǎng)段沖突，如下圖2所示。這時(shí)可能要更換網(wǎng)段。IP地址欄要改成192.168.2.11其中2代表網(wǎng)段，1改成2或111，再回到通訊窗口，連接符1網(wǎng)段改為與IP網(wǎng)段對(duì)應(yīng)的數(shù)字2。再點(diǎn)擊連接即可，連接成功會(huì)進(jìn)入配置軟件類型窗口。若都配置正確，還是連接不上控制器，則需要確認(rèn)電腦防火墻是否關(guān)閉，電腦設(shè)置里找到windows安全中心，防火墻和網(wǎng)絡(luò)保護(hù)如下圖3所示，將3處防火墻都關(guān)閉掉即可。

2.5配置軟件類型

當(dāng)軟件的機(jī)型與控制箱的機(jī)型不匹配時(shí)，軟件會(huì)彈出配置軟件類型窗口，這時(shí)要選擇粗粒土三軸[伺服油泵],驅(qū)動(dòng)類型伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，噸位根據(jù)設(shè)備量程選擇，聯(lián)網(wǎng)公司不需要上傳數(shù)據(jù)選擇單機(jī)版。此時(shí)會(huì)提示你軟件更改類型，通道參數(shù)會(huì)被重置點(diǎn)是即可。這時(shí)軟件會(huì)核對(duì)軟件和控制箱的通道參數(shù)。

2.6校準(zhǔn)通道參數(shù)

當(dāng)軟件參數(shù)與控制箱參數(shù)不一致時(shí)，軟件會(huì)彈出校準(zhǔn)通道參數(shù)窗口，如果你是第一次安裝軟件（設(shè)備都是新的），建議以電腦為準(zhǔn)，使用軟件默認(rèn)的參數(shù)。如果你以前用過(guò)此設(shè)備做過(guò)試驗(yàn)，以前的通道參數(shù)數(shù)據(jù)（校準(zhǔn)數(shù)據(jù)）會(huì)保存在軟件和控制箱（此時(shí)是一致的）。如果重新安裝/更新軟件或重新配置了軟件類型（控制器沒(méi)更換），軟件的通道參數(shù)會(huì)被重置恢復(fù)初始默認(rèn)值，你再次打開(kāi)軟時(shí)參數(shù)不一致，此時(shí)控制箱保存參數(shù)是原始參數(shù)，就要以控制箱為準(zhǔn)；如果控制器更換（軟件沒(méi)更換），那么軟件中保存的參數(shù)則是原始參數(shù)，就要以電腦為準(zhǔn)。

2.7軟件主界面

A:軟件標(biāo)題欄---顯示當(dāng)前軟件類型以及試驗(yàn)類型。

B:軟件菜單欄---試驗(yàn)相關(guān)、報(bào)表與下方按鈕同步，權(quán)限（管理員登錄后可以設(shè)置一些權(quán)限相關(guān)設(shè)置, 默認(rèn)登錄密碼111111），幫助可查看軟件信息以及聯(lián)網(wǎng)公司的配置說(shuō)明。

C:按鈕菜單欄---試驗(yàn)類型的選擇、開(kāi)始試驗(yàn)、停止、試驗(yàn)設(shè)置報(bào)表、輸出量設(shè)置等。

D:示值顯示框---力值、圍壓、孔隙水壓、反壓、實(shí)時(shí)體變顯示位置。

E:試驗(yàn)參數(shù)欄---試驗(yàn)前需要輸入的編號(hào)以及相關(guān)試驗(yàn)參數(shù)。

F:曲線圖框---軸向載荷，時(shí)間曲線（曲線下方設(shè)置可配置坐標(biāo)關(guān)系）。

G:圍壓、反壓控制按鈕--- 控制圍壓與反壓加壓、加水按鈕。

H：試驗(yàn)結(jié)果欄 ---試驗(yàn)后，試驗(yàn)會(huì)對(duì)應(yīng)顯示在試驗(yàn)結(jié)果欄中。

I：狀態(tài)欄---試驗(yàn)時(shí)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)已經(jīng)軟件版本信息。

2.8試驗(yàn)設(shè)置

點(diǎn)擊試驗(yàn)設(shè)置按鈕會(huì)調(diào)出對(duì)話框（紅框里可設(shè)置，其它不用調(diào)整）

1、 過(guò)載保護(hù)值——設(shè)備的最大量程保護(hù)

2、 過(guò)沖保護(hù)值——設(shè)備運(yùn)行中每秒的最快速度保護(hù)值

3、 復(fù)位延時(shí)——結(jié)束試驗(yàn)時(shí)的等待時(shí)間

4、 啟控力值——試驗(yàn)的閉環(huán)入口力

2.9編輯試驗(yàn)參數(shù) 

2.10輸出量設(shè)置

2.11試驗(yàn)類型選擇

進(jìn)入軟件后點(diǎn)擊試驗(yàn)類型，選擇需要測(cè)試的試驗(yàn)類型，默認(rèn)試驗(yàn)頁(yè)面為第一個(gè)測(cè)試項(xiàng)。

2.12試驗(yàn)前準(zhǔn)備事項(xiàng)

? 先將試件移動(dòng)到操作臺(tái)上，并將試件與軸向載荷傳感器接觸

? 把試驗(yàn)參數(shù)欄內(nèi)需要的參數(shù)填寫完成

? 點(diǎn)擊開(kāi)始試驗(yàn)按鈕，進(jìn)行自動(dòng)試驗(yàn)。

2.13查看試驗(yàn)報(bào)表

點(diǎn)擊上方報(bào)表按鈕，所有測(cè)試數(shù)據(jù)會(huì)記錄在報(bào)表程序里，用戶可根據(jù)試驗(yàn)編號(hào)或者測(cè)試日期選擇查看已做的試驗(yàn)結(jié)果。并可根據(jù)需要進(jìn)行Excel預(yù)覽打印。

三、設(shè)備調(diào)試及校準(zhǔn)

3.1權(quán)限登錄校準(zhǔn)頁(yè)面

校準(zhǔn)界面需要權(quán)限登錄管理員模式，初始密碼111111。登錄管理員后可看到校準(zhǔn)按鈕，點(diǎn)擊校準(zhǔn)按鈕進(jìn)行設(shè)備的校準(zhǔn)。

3.2軸向壓力校準(zhǔn)

根據(jù)設(shè)備傳感器量程，把需要校準(zhǔn)的力值點(diǎn)按照從小到大順序填寫到校準(zhǔn)信息里，然后把標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力環(huán)放入設(shè)備上與設(shè)備傳感器頭對(duì)頭準(zhǔn)備對(duì)壓。最后把設(shè)備與標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力環(huán)全部清零。點(diǎn)擊確定進(jìn)行力值標(biāo)定。

例如第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)定值為150kN，那邊當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力環(huán)到達(dá)150kN時(shí)，點(diǎn)擊軟件上打點(diǎn)按鈕，進(jìn)行第一個(gè)點(diǎn)確定（控制速度可自行選擇）。隨后進(jìn)行第二點(diǎn)（操作方法相同）當(dāng)所有點(diǎn)打完后，設(shè)備停機(jī)并提示是否修正標(biāo)定結(jié)果，根據(jù)需要選擇是或者否。

3.3周圍壓力與反向壓力校準(zhǔn)

進(jìn)入校準(zhǔn)界面后，可點(diǎn)擊擴(kuò)展校準(zhǔn)按鈕進(jìn)入圍壓與反向壓力校準(zhǔn)。

進(jìn)入擴(kuò)展校準(zhǔn)頁(yè)面后默認(rèn)為圍壓控制箱參數(shù)（可鼠標(biāo)選擇反壓控制箱）。圍壓控制箱頁(yè)面分為圍壓、孔隙水壓、圍壓位移、備用位移四頁(yè)，可根據(jù)需要進(jìn)行選擇要校準(zhǔn)的名稱。

3.3.1圍壓控制箱周圍壓力校準(zhǔn)

把圍壓量程輸入到量程（kPa）內(nèi)，過(guò)載值與過(guò)沖值同樣確認(rèn)好。然后通過(guò)右側(cè)主路上升、主路下降按鈕移動(dòng)設(shè)備電缸進(jìn)行加壓。當(dāng)力值壓到需要的標(biāo)定值時(shí)停止移動(dòng)，把目標(biāo)值輸入到標(biāo)準(zhǔn)值內(nèi)點(diǎn)擊修正即可。如需繼續(xù)下一點(diǎn)標(biāo)定可繼續(xù)移動(dòng)電缸進(jìn)行標(biāo)定。不再標(biāo)定點(diǎn)擊保存并下發(fā)完成圍壓校準(zhǔn)。

3.3.2圍壓位移校準(zhǔn)

選擇圍壓位移校準(zhǔn)頁(yè)，可以通過(guò)點(diǎn)擊主路上升、主路下降按鈕來(lái)移動(dòng)設(shè)備位置。當(dāng)調(diào)整好位置后，點(diǎn)擊當(dāng)前絕對(duì)值清零按鈕，以當(dāng)前位置為零點(diǎn)，然后點(diǎn)主路上升，當(dāng)設(shè)備移動(dòng)一段距離后，用刻度尺測(cè)量零點(diǎn)到停止的距離然后把數(shù)值輸入到表值值內(nèi)，點(diǎn)擊右側(cè)修正即可。再次點(diǎn)擊開(kāi)始上升按鈕，當(dāng)位移速度穩(wěn)定后，點(diǎn)擊右側(cè)速度修正，此時(shí)圍壓位移就校準(zhǔn)完成了。

3.4反壓力、反壓圍壓校準(zhǔn)

操作方法可根據(jù)3.2.1（圍壓力）校準(zhǔn)方法，3.2.2（圍壓位移）校準(zhǔn)方法進(jìn)行反壓控制箱的校準(zhǔn)。

3.5體變量校準(zhǔn)

把容器內(nèi)加入一定量的水，假如加入10mL水量，那么在值內(nèi)輸入10，然后再點(diǎn)擊校準(zhǔn)按鈕，即可完校準(zhǔn)。