全自動三軸儀是巖土工程領域用于測定土壤或巖石力學特性的核心設備,能夠模擬復雜應力條件下的材料行為。以下是其使用的詳細步驟與關鍵要點:
1.環(huán)境檢查與安全確認
確保實驗室溫濕度符合要求,避免環(huán)境影響傳感器精度。檢查電源線路是否接地良好,緊急停止按鈕功能正常。操作臺面清理干凈,無雜物干擾設備運行。
根據(jù)試驗需求選擇合適的反力架規(guī)格和壓力室尺寸,確保試樣直徑不超過設備最大允許范圍。
2.試樣制備規(guī)范
原狀土樣需保持天然結構完整性,采用薄壁取土器現(xiàn)場取樣后密封保存;擾動樣則按設計干密度分層壓實成型。試樣兩端應削平并涂抹凡士林防止水分蒸發(fā),必要時加裝透水石帽以改善排水條件。
測量試樣的實際尺寸(高度、直徑),記錄初始質(zhì)量用于后續(xù)計算。若進行飽和試驗,需提前浸泡至恒重狀態(tài)。
3.系統(tǒng)參數(shù)預設置
打開控制軟件,新建試驗項目并輸入基本參數(shù):試樣編號、類型(砂土/黏土)、初始圍壓值、加載速率等。選擇對應的試驗模式(如UU/CU/CD三軸壓縮試驗)。
校準荷載傳感器與位移計零點,通過氣動裝置輕微托起壓力室頂部,確認位移傳感器接觸良好且無初始偏移。
二、全自動三軸儀安裝與密封操作
1.壓力室組裝流程
將橡膠膜套在承膜筒上,均勻舒展避免褶皺;把裝好試樣的底座放入壓力室內(nèi),對準中心位置后旋緊鎖母固定。緩慢提升壓力室罩殼至橡膠膜包裹試樣,調(diào)整高度使試樣居于腔體正中央。
注入脫氣水作為圍壓介質(zhì)時,先打開底部排水閥排除空氣,待水流穩(wěn)定后關閉閥門逐步加壓至目標值。注意觀察管路連接處有無滲漏現(xiàn)象。
2.應力應變初始化設定
根據(jù)試驗方案施加初始側(cè)向壓力,采用分級加載方式每級增量不超過0.5倍預估破壞壓力,每級持荷5分鐘直至穩(wěn)定。實時監(jiān)控體積變化曲線,判斷固結完成情況。
啟動軸向加載系統(tǒng)前,再次檢查軸向力與側(cè)向力的對中性,偏差超過允許范圍時需重新調(diào)整試樣位置。
三、全自動三軸儀試驗過程控制
1.加載路徑規(guī)劃執(zhí)行
按照設定的剪切速率開始施加軸向偏應力,軟件自動采集應力-應變數(shù)據(jù)并繪制實時曲線。對于不排水剪試驗(UD),關閉排水閥維持孔隙水壓力;而固結不排水試驗(CU)則在特定階段開放排水閥觀測孔壓消散規(guī)律。
當應變達到峰值強度后繼續(xù)加載至殘余強度段,或按規(guī)范要求終止于某特定應變水平(如15%)。全程記錄應力路徑變化及體變數(shù)據(jù)。
2.異常情況應對策略
若出現(xiàn)數(shù)據(jù)突變或設備報警提示,立即暫停試驗并排查原因:可能是橡膠膜破損導致液體泄漏、傳感器松動造成信號丟失,或是供壓系統(tǒng)氣路堵塞等問題。常見問題可通過備用通道快速切換解決。
遇到斷電等突發(fā)狀況時,迅速啟用UPS電源保護正在采集的數(shù)據(jù),待恢復供電后重啟系統(tǒng)續(xù)接未完成的試驗步驟。
