土壤三軸試驗係統

在設計地基、路堤等土結構時，確定土的力學性質是非常重要的。建築、挖掘、隧道和類似的應用對地基結構有幾種影響。三軸試驗成功地模擬了這些效應，在三軸試驗中，通過將土樣置於不同的應力水平和排水條件下，研究了原狀土樣的應力-應變關係。

UTEST三軸測試係統提供了圓柱形未擾動和重塑土樣品的自動三軸壓縮測試。使用該設備可以自動運行、控製和報告未固結排水(UU)、固結排水(CD)和固結排水(CU)壓縮試驗。

疏鬆不排水(UU)試驗

在UU試驗中，試樣在試驗前應被飽和，在三軸室中暴露在圍壓下。一旦試件進入三軸單元，通過旋轉旋鈕將單元壓力增加到預定值，通過施加恒定速率的軸向應變增加垂直應力，使試件失效。不允許飽和度和固結，以保持樣品原有的結構和含水量不變。結果隻能用總應力來解釋，因為在測試過程中沒有測量孔隙壓力。這些試驗通常是在受不同圍壓的同一試樣的三個試樣上進行的。

由於所有的試件都假定是飽和的，所以所有試驗的抗剪強度是相似的。將試驗結果繪製為主應力差與應變曲線。對於最大主應力差的條件(視為破壞)，摩爾圓以總應力繪製。應注意平均不排水抗剪強度，並畫出與莫爾圓切向的破壞包絡線，以求得“不排水黏聚截距”和“不排水抗剪角”。

固結排水(CU)試驗和固結排水(CD)試驗

峰值有效強度參數(c'和φ')可以從含孔隙壓力的固結不排水(CU)三軸壓縮試驗結果或從固結排水(CD)三軸壓縮試驗結果中確定。固結不排水/排水三軸壓縮試驗一般分幾個階段進行，分別涉及三個試件的連續飽和、固結和剪切。
為了確保試樣中的孔隙流體不含自由空氣，在進行任何其他測試之前必須使其飽和。飽和通常是通過讓試樣在升高的背壓下膨脹來達到的。背壓(即施加的孔隙壓力)通過體積變化計施加到試件頂部，同時施加稍高的單元壓力。為了給每個階段的平衡留出時間，電池壓力和背壓力一般都是遞增的。飽和度可以用Skempton的孔隙壓力參數表示(Skempton, 1954):

Δu
B =__________
Δσ3

其中Δu等於孔隙壓力的變化對施加的細胞壓力的變化Δ σ3。對於理想的飽和土，B等於單位。在可以認為試件完全飽和並開始固結階段之前，根據幾種標準試驗方法的建議，B值必須大於或等於0.95。進行有效應力三軸試驗的固結階段有兩個原因。首先，在三種不同的有效壓力下對三個試件進行測試和固結，以得到不同強度的試件，從而產生間距較大的有效應力莫爾圓。其次，利用固結結果建立了剪切階段的最小破壞時間。有效固結壓力(即單元壓力減去背壓)通常在每個試件之間增加兩倍，中間壓力近似於地麵的垂直有效應力。當固結池壓力和背壓施加到試件上時，通過背壓管線上的容積變化裝置來讀取體積變化。在試件底部測量孔隙壓力，通過覆蓋試件頂部的多孔石將水排到背壓線。黏土的固結係數可以通過繪製體積變化作為時間平方根的函數來確定。 Theoretical considerations indicate that the first 50% of volume loss during consolidation should show as a straight line on this plot. This straight line is extended down to cut the horizontal line representing 100% consolidation, and the time intercept at this point (termed "t" by Bishop and Henkel) 100 can be used to obtain the coefficient of consolidation.

綜合不排水試驗

一旦固結完成，就要將試件與背壓隔離開來。一旦發生這種情況，壓縮機壓板的垂直移動速率必須根據加固的結果來設置。在剪切階段，豎向應力因加載夯而增加，並在變形、夯載和孔隙壓力的定期間隔進行測量。這些區間轉化為主應力差(σ1- σ3)和孔隙壓力隨應變的函數關係圖，通常以破壞為最大主應力差點。繪製了三種試件在不同固結水平下的破壞狀態的有效應力Mohr圓，並以與這些圓相切的直線的梯度和截距確定了有效強度參數c′和φ′。

綜合排水(CD)試驗

固結排水三軸壓縮試驗包括剪切過程中體積變化的測量，其進行過程與固結排水試驗類似。但兩者的不同之處在於，在剪切過程中，背壓與加載速度足夠慢的試件保持連接，從而抑製了超孔隙壓力的發展。用戶可以預期，與采用孔隙壓力管理的不排水試驗的剪切階段相比，排水三軸試驗的剪切階段要長7到15倍。一旦剪切完成，結果以主應力差和體積變化隨應變的函數關係圖表示，並繪製破壞莫爾圓，給出由參數cd'和φd'定義的排水破壞包絡線。三軸CD-CU-UU設備由計算機控製。一旦測試值被傳輸到計算機上，數據處理就可以在Windows操作係統上用三軸軟件完成。所有數據都與Excel程序兼容。加載數據和軸向位移數據通過BC - 100單元傳輸記錄到軟件中。三軸電池的電池壓力、背壓和孔隙壓力以及體積變化數據通過Unilogger傳輸並記錄到軟件中。

多路通用機電試驗機

utm - 0108。SMPR多路通用機電試驗機is a Servo Controlled Multiplex Machine supplied complete with UTGM-1210 50 kN Load Cell, UTGM-0062 25 mm Linear Potentiometric Transducer and UTC-4930.FPR BC 100 Data Acquisition and Control Unit. 5 kN Load cell should be ordered separately for Triaxial Tests.
框架容量為50kn。這一功能數字加載架包括一個微處理器控製的驅動係統與先進的伺服電機，允許操作員方便地通過膜鍵盤設置任何測試速度。鍵盤由“開始”、“增加”、“自動”、“手動”、“向下”、“向上”等調節按鈕組成。測試速度可以設置在0,00001 mm/min到51mm/min之間。當負載和位移達到設定測量範圍的99%值時，試驗自動停止。
BC100單元收集負載和位移值，然後將這些值傳輸到PC機上，使用USOFT-2419 UU和USOFT-2420 CU-CD軟件進行進一步處理。

BC100單位

BC100 TFT單元設計用於控製機器和來自安裝在機器上的負載傳感器、壓力傳感器或位移傳感器的數據處理。

該設備的前麵板由一個800x480像素的彩色電阻式觸摸屏顯示器和功能鍵組成。它還包括4個模擬通道，用於負載傳感器，壓力傳感器或位移傳感器。前麵板是控製BC100所有操作的地方。

BC100的菜單選項方便、人性化。它同時顯示所有菜單選項列表，允許操作人員以無縫的方式訪問所需的選項，以激活選項或輸入數值來設置測試參數。BC100數字圖形顯示器可實時繪製“負載與時間”、“負載與位移”或“應力與時間”圖形。

BC100單元提供許多額外的獨特功能。它的內部存儲器能夠存儲10,000多個測試結果。BC100單元支持各種現成的USB打印機，支持噴墨打印機和激光打印機(要求兼容型號)。由於其內置的互聯網協議套件，BC100單元的每一個功能都可以從世界各地控製。

主要特點

• 可進行位移或負載控製試驗。
• 測試圖實時顯示。
• 32位ARM RISC架構的CPU卡
• 一個用於高容量負載傳感器的模擬通道，一個用於低容量負載傳感器的模擬通道，一個用於位移傳感器的模擬通道，以及一個用於電池壓力的模擬通道(僅用於UU測試)
• 可編程數字增益調整負載傳感器，壓力傳感器，應變計傳感器，電位傳感器，電壓和電流變送器
• 每通道1/256000點分辨率
• 每個通道每秒10個數據的采樣率
• 以太網連接計算機接口
• 800x480分辨率65535彩色TFT-LCD工業觸摸屏
• 4個主要功能鍵
• 多語言支持
• 3 .不同的機組係統選擇;kN, Ton和lbf
• 實時時鍾和日期
• 測試結果可視化和內存管理界麵
• 通過以太網遠程連接
• 用於導入測試結果和固件的USB閃存盤
• USB打印機支持噴墨打印機和激光打印機(要求兼容型號)
• 在測試過程中支持實時視頻錄製的攝像頭(要求兼容的型號)
• 免費使用PC軟件進行測試控製和高級報告生成

數據采集和PC軟件

CU-CD三軸測試是一個複雜的測試，需要:

• 加載數據
• 位移數據
• 來自三軸電池的3x壓力數據
• 體積變化數據

BC100單元傳輸和記錄加載數據和位移數據到軟件。3 .三軸單元的壓力數據和體積變化數據通過unilogger傳輸並記錄到軟件中。

用於CD-CU測試的UTEST軟件與UTEST UTG-0320數據記錄儀和BC 100單元兼容。UTEST Unilogger可通過RS232接口連接PC。用戶可以手動設置所有通道增益，讀數的準確性可以很容易地提高。

Triaxial Software是一種模塊化軟件，當用戶想要完成一個新的測試時，它非常有用，因為它一步一步地指導用戶。首先，軟件需要輸入初始測量值，如直徑、高度、樣品重量等。在這一階段，用戶將決定是否進行CU或CD測試，並進入電池壓力增量步驟，背壓差和有效應力，將用於固結。

一旦初始化階段完成，用戶就轉移到飽和單元壓力增量階段。電池壓力必須增加到初始化階段輸入的壓力。在這一階段，軟件計算B和孔隙壓力，並提交它們相對於時間的圖形。這個階段必須在B值飽和時結束。B一般不會達到0.95，因此必須完成一個背壓增量階段。在這一階段開始之前，根據初始設置，軟件命令必須施加什麼反壓力。在這一階段，軟件顯示體積變化和孔隙壓力數據。

飽和階段可以在最多10個循環中遞歸完成。為了進一步調查和報告便利，每個階段的相關數據被寫入各自的文件。飽和完成後，可進行固結階段。在這一階段，軟件命令調整電池和背壓力，以施加有效的應力。在固結階段，體積變化、孔隙壓力和孔隙壓力消散百分數用圖表表示。這一階段完成後，CU或CD的剪切階段就開始了。利用固結階段的結果，該軟件提出了該階段的剪切速度。在開始剪切之前，必須先測定軸向位移和力。

在剪切階段，繪製了偏應力、孔隙壓力、ơ′與ơ′3和s′與t′圖。在同一個文件中可以配置4個不同的測試樣本。所有的結果都用於畫莫爾圓。數據評估與試件剪切端條件。該條件可選為定孔隙壓力、定體積變化、有效初始偏差比等。隨著最終的測量，一組數據就結束了。
原始數據可以導出到Microsoft Excel。不使用Microsoft Excel環境，所有的報告都可以打印出來，其中包括每個階段的總結和相關的圖表。

三軸細胞和樣品製備

UTS-2400標準三軸電池38和50毫米直徑。樣品
UTS-2401標準三軸電池為70和100毫米直徑。樣品

由於電池的設計，腐蝕被最小化。特別注意的是活塞和缸蓋之間的光潔度。安裝一個o形密封圈，並應用特殊潤滑劑，以減少摩擦到最低限度，並消除漏水。活塞負載能力的設計，以接受高軸向負荷，可能出現在測試的最後階段。

每個單元有五個起飛位置在基地鑽孔頂部排水/背壓，孔隙水壓力和底部排水。每個單元都配有三個容積變化閥和一個用於位移傳感器的砧。該電池與一係列的基極適配器和各種附件兼容，可成功測試各種各樣的樣品。

電池的容量設計可以承受高達1700千帕的圍壓，這足以模擬大多數原位條件。

	ut - 2400	ut - 0401
維	160 × 160 × 400毫米	210 × 210 × 550毫米
重量	4.5公斤	12公斤

手機配件

樣品直徑(毫米)	38	50	70	One hundred.	UU測試	CU-CD測試
基本適配器	ut - 0420	ut - 0450	ut - 0470	ut - 0500	是的	是的
多孔頂蓋	ut - 0421	ut - 0451	ut - 0471	ut - 0501	是的	是的
尼龍排水管	ut - 0422	ut - 0452	ut - 0472	ut - 0502	-	是的
一對多孔圓盤	ut - 0423	ut - 0453	ut - 0473	ut - 0503	-	是的
橡膠膜	ut - 0424	ut - 0454	ut - 0474	ut - 0504	是的	是的
放膜工具(拉伸器)	ut - 0425	ut - 0455	ut - 0475	ut - 0505	是的	是的
O形環(10個)	ut - 0426	ut - 0456	ut - 0476	ut - 0506	是的	是的
O形圈放置工具	ut - 0427	ut - 0457	ut - 0477	ut - 0507	是的	是的
橫向濾紙(50張)	ut - 0428	ut - 0458	ut - 0478	ut - 0508	-	是的
濾紙碟(100個)	ut - 0429	ut - 0459	ut - 0479	ut - 0509	-	是的
塑膠片(2個)	ut - 0430	ut - 0460	ut - 0480	ut - 0510	是的	-

樣品製備配件

樣品直徑(毫米)	38	50	70	One hundred.
分砂前	ut - 0431	ut - 0461	ut - 0481	ut - 0511
分模	ut - 0432	ut - 0462	ut - 0482	ut - 0512
刀	ut - 0436	ut - 0466	ut - 0486	ut - 0516
鋁多莉	ut - 0437	ut - 0467	ut - 0487	ut - 0517

油水恒壓係統

UTS-2408油水恒壓裝置，1700 kPa220-240V, 50-60Hz, 1ph
UTS-0409數字壓力表，1700 kPa (250 psi)
UTGM-1420壓力傳感器，2000kpa

油和水恒壓裝置用途非常廣泛，可以與各種測試設備一起使用。該裝置可提供高達1700千帕的連續可變壓力。通過轉動控製輪，可以很容易地增加或減少壓力。

該裝置設計用於在三軸測試中提供電池/背壓。對於有適當壓力監測設備的客戶，該設備不帶壓力表。

可作為監測機組壓力的選配設備;

• 數字壓力表(UTS-0409)或
• 壓力傳感器(UTGM-1420)可與多路通用機電試驗機(UTM-0108)上的UTEST BC100 TFT單元一起使用，僅用於UU測試或
• 壓力傳感器(UTGM-1420)應與CU-CD測試的數據記錄儀(UTG-0320)一起使用，可以使用，首選的可選設備應單獨訂購。

該機器包括一個清晰的液壓/水界麵蓄水池，在壓力下可提供高達1升的水容量。提供完整的2升46號常規液壓油。

產品代碼	維	重量	權力
ut - 2408	300 × 250 × 250毫米	7.5公斤	35 W
ut - 0409	150 x 150 x 100毫米	0.6公斤

體積變化測量

UTS-2415自動音量轉換裝置

為了確保活塞的直線運動與校準室中水的體積完全成正比，該裝置包括一個連接到25毫米行程線性傳感器的活塞，該傳感器密封在精密加工的校準室中。

該裝置產生的電信號與流經裝置的水量成正比。通過將其連接到數據采集係統，測量的體積變化將在測試期間和最終報告中由軟件使用。

容量:100 cm3
傳感器輸入:高達12v DC
精度:±0.1 ml

維	260 × 260 × 400毫米
重量	5公斤

用於孔隙水壓力測量和脫氣的壓力傳感器和連接塊

UTGM-1420壓力傳感器，2000kpa
UTS-2405塊帶一條連接線，用於三軸測試
UTS-0406塊帶三條連接線，用於三軸測試

壓力傳感器用於測量三軸測試係統中水的孔壓、背壓或孔隙壓力，也應與UTEST BC100 TFT單元(UTC-4930)或數據記錄器(UTG-0320)一起使用。
用於三軸測試單元的塊用於連接壓力傳感器和水軟管中的除氣。

真空水

UTS-2418除氣水裝置，230V, 50Hz, 1ph
ats -1330脫氣水箱，7升。
UTGE-3580真空控製和水連接麵板，帶有調節器和真空計壓力計
UTGE-3585連接板，用於真空和水，帶真空計壓力計
UTGE-3505真空泵51升/分鍾。容量:220- 240v 50- 60hz
UTGG-2015過濾瓶2000毫升
UTGE-3570空氣幹燥裝置/水疏水閥，真空型
UTGP-1140塑料軟管，Ø8mm, 6m

UTS-2418脫氣水裝置是一種緊湊和自給自足的設備，可以快速和有效地脫氣水至溶解氧水平，以滿足岩土試驗方法。與脫氣罐(UTS-1330)一起使用的設備。真空係統可以把空氣從水中抽走。除氣罐應單獨訂購。

除氣水的第一選擇;

• 除氣水裝置UTS-2418
• 真空水箱(ut - 1330)
• 帶調節器和真空計壓力計的真空控製和水連接麵板(UTGE-3580)或帶真空計的真空和水連接麵板(UTGE-3585)(這些麵板是可選的)
• 塑料軟管(utgp - 1140)

除氣水的第二選擇;

• 真空泵(utge - 3505),
• 過濾瓶(UTGG-2015)或空氣幹燥裝置/疏水閥(UTGE-3570)
• 排氣水箱(UTS-1330)
• 帶調節器和真空計壓力計的真空控製和水連接麵板(UTGE-3580)或帶真空計的真空和水連接麵板(UTGE-3585)(這些麵板是可選的)
• 塑料軟管(utgp - 1140)

采用UTGE-3580真空控製和水連接麵板，可調節真空壓力程度。
通過使用UTGE-3585真空和水連接板帶真空計壓力計和UTGE-3580真空控製和水連接板帶調節器，可以使用除氣水設備，無需重複組裝軟管。

產品代碼	維	重量
ut - 2418	尺寸為465 × 240 × 340毫米	15公斤
utge - 3580	450 x 150 x 500毫米	7公斤
ut - 01330	250 × 250 × 250毫米	2.7公斤
utg - 1442	120 × 220 × 220毫米	0.5公斤
utge - 3505	300 × 150 × 240毫米	8.5公斤
utge - 3570	70 x 80 x 170毫米	0.5公斤