非饱和土三轴实验系统详细介绍
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一、系统概述：
非饱和土三轴实验系统是对传统三轴实验的延伸，可以在接近实际地应力状态和非饱和条件下对地下水位以上的土体进行测试。三轴测试系统可以通过部分改造，来进行非饱和土三轴实验。目前对非饱和土的体变测试一般有下列四种方法，如果用户没有特殊需求，一般推荐使用差压法进行测量，这种方法由香港科技大学的吴宏伟教授团队开发，这种方法测试精度高，受温度影响小。 基质吸力通过孔隙气压减去孔隙水压进行控制，孔隙气压采用气压控制器控制，孔隙水压采用体积压力控制器进行控制，测试过程不需要冲刷气泡，方便使用。
整套系统可根据用户要求选择不同大小的加载架以及不同大小的体积压力控制器，整套非饱和组件可以配置到Bishop & Wesley三轴系统当中，也可配置到加载架形式的三轴系统中用，也可配置到动三轴系统当中，使用灵活方便。
二、测试方法：
1. 方法一、孔隙气压/体积控制器测量
首先采用充入空气的2MPa/1000cc高气压压力体积控制器，用以控制孔隙气压并测量孔隙气体积变化，再采用充入除气水的2MPa/1000cc高水压压力体积控制器，用以控制孔隙水压并测量孔隙水体积变化。通过得到的孔隙气体积变化和水体及变化计算得出试样的总体积变化
- 方法二、差压传感器测量
三轴试样安装在内压力室中，该内压力室通过差压传感器与参照管相连接，由于试样变形会引起内压力室内水位的上升或下降通过测量内压力室和参照管的压力差，结合相关的标定系数，就可以得到试样的体变。
- 方法三、双压力室体变测量
双压力室由内有机玻璃壁和外有机玻璃壁构成，两个体积压力控制器用于控制围压/径向应力个连接到内压力室，第二个连接到外压力室。围压目标值同时发送到内部和外部控制器。外压力室加压，内压力室壁可视为无限刚度的，通过测量流进或流出内压力室的水体积就可以得到试样的体变
- 方法四、局部应变测量
系统可以升级完成局部应变测量，将系统仪器通过轻型铝制固定器固定在试样表面直接测量轴向和径向变形
项目 | UTTK性能参数 | 优点 |
方法一 孔隙气压/ 体积控制器测量 | ● 压力量程：2MPa ● 体积量程：1000cc ● 测量和控制分辨率：压力≤0.1%满量程，体积=0.5mm³ ● 测量精度：压力≤0.1% 满量程，体积=0.25% | ● 孔隙水压和体变可以获得好的精度和分辨率 （1mm³） ● 孔隙气压和体变可以获得好的精度和分辨率 （1mm³） |
方 法 二 差压传感器测量 | ● 量程：±1.5kPa(± 150mm水头) ● 精度：<0.2%全量程 ● 体变测量理论分辨率： < 10mm³ ● 体变测量精度：对于直径为38mm、高76mm的试样，精度约为32mm³或试样体积应变的0.04% |
● 相比双压力室更加稳定，受温度影响小 ● 比较适合大尺寸的试样 |
方 法 三 双压力室体变测量 | ● 测量和控制分辨率：压力≤0.1%满量程，体积 =0.5mm³ ● 测量精度：压力≤0.1% 满量程，体积=0.25% |
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方 法 四 局部应变测量 |
● 位移测量精度<0.1μm |
结合使用（不适用于方法二） |
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