全自动三轴压缩仪

一、概述

三轴压缩试验是测定土的抗剪强度的一种方法，它通常用3～4个圆柱试样，分别在不同的恒定周围压

力(即小主应力σ3)下，施加轴向压力[即产生主应力差(σ1-σ3)],进行剪切直至破坏；然后根据摩尔-库

伦理论，求得抗剪强度参数。根据排水条件的不同，可进行不固结不排水剪切(UU)、固结不排水剪(CU)、

固结排水剪(CD)等三种试验类型。

 TT-ATS1型全自动三轴仪是基于三轴压缩试验理论基础而研发的，它集机械、电子、自动化、传感器技术于一体。在硬件上主要由三轴荷载架及围压/反压控制器组成，其所配套的系统软件可提供试验设置、系统控制、数据采集以及数据处理等功能，交互性能良好，该产品在原有三轴仪的基础上改进其控制系统，采用全电路设计，试验过程无需人工干预，提高试验效率。

二、主要特点

三、可进行的试验

固结排水三轴试验（CD），固结不排水三轴试验（CU），不固结不排水三轴试验（UU）

四、主要技术参数

l 试样尺寸：Φ39.1x80mm

l 竖向压力： 0-10KN，精度0.3%F.S，分辨率1N

l 周围压力：置高精度液压体积控制器，采用优良的无限循环注压方式，单次液压体变量50ml，加压范围0-1Mpa，外置液晶触控显示屏，具有防止超过压力和体积的自动保护装置。体积分辨率为0.1ml，体积精度为0.1%F.S，压力精度为0.3%F.S，压力分辨率为1kPa。可进行恒压控制压力稳定可靠；触控屏可显示当前系统运行的数据、状态以及控制，包括：加载压力、当前压力、当前体变等。另可手动控制液压系统的快速前进后退，补水排气操作。

l 反压力：置高精度液压体积控制器，采用优良的无限循环注压方式，单次液压体变量50ml，加压范围0-1Mpa，外置液晶触控显示屏，具有防止超过压力和体积的自动保护装置。体积分辨率为0.1ml，体积精度为0.1%F.S，压力精度为0.3%F.S，压力分辨率为1kPa。可进行恒压控制压力稳定可靠；触控屏可显示当前系统运行的数据、状态以及控制，包括：加载压力、当前压力、当前体变等。另可手动控制液压系统的快速前进后退，补水排气操作。

l 孔隙压力：配置0-1Mpa高精度压力传感器，精度0.3%F.S，分辨率1kPa

l 排水体变：由反压液压体积控制器测量，精度高，可靠性好，采用优良的无限循环注压方式，单次液压体变量50ml；

l 三轴荷载架：最大出力20KN，配置液晶触控显示屏，实时显示位移、荷重、孔压等参数，可电脑控制全自动控制；应变速率0.001-4/min，无级变速，相对误差≤3%。

五、系统组成配置和选项

l 数据采集和数字控制系统

该系统采用 32 位高速 ARM 处理器，配合数字电路对位移和荷载进行闭环控制；配有 24 位数据采集（A/D）；配有高精度比例阀，能够精确、稳定的控制围压压力；配有 640x480 液晶显示触 控屏， 显示各项试验指标；配有高速 RJ45 网络口，实现与计算机软件通讯。

l 高精度步进电机加荷系统

采用步进电机控制加荷系统，能高效、高精度实现轴向加载控制；该系统为三轴实验的重要环节，

不仅为试样施加轴向荷载，同时还有土样位移测量和轴向压力测量的关键功能。它由控制系统及精密的滚珠丝杆推进加荷平台向压力室施加轴向荷载，可进行应变式的三轴试验。该系统的静态加荷速率（0.001~4mm/min)是由伺服电机、驱动器、单片机控制系统以及荷重传感器等组成。

l 高精度压力/体积控制器

配备一套 1MPa/50cc 压力/体积控制器，用于围压、反压的控制及排水量的测量，可实现恒流和恒压两种加载模式；内置过载过压保护装置，压力测量精度为满量程的 0.3%，分辨率为 1kPa，体积测量精度为满量程的 0.1%，分辨率为 0.1ml。

l 计算机数据采集处理软件

一套集控制、采集、处理于一体的软件平台，利用网络通讯，实时控制试验的进行；具有数据采集功能，实时采集并显示试验过程中的数据及曲线；具有数据处理功能，绘制摩尔包线，计算 C、φ。

l 三轴实验仪压力室

三轴实验仪压力室是试验的主要核心部分，它是由土样、土样底座、土样帽、以及包在土样外面

的乳胶薄膜；压力室外壳是由耐高压的有机玻璃圆筒、铝合金底座、顶盖、传压活塞、活塞套、以及在压力室底部装有孔隙压力传感器，反压力、进气排水、孔隙压力等管道， 以及各种传感器电缆相关紧固件接口与阀门。

l 反压体变与孔压测定系统

反压力施加主要是解决土样的饱和问题，当然解决饱和的方法很多：有真空抽气饱和、水头饱和、

反压力饱和等方法。对于一般的粘性土渗透系数：大于 n*10-7cm/s 可以采用反压力体变系统即液压控制器，对土中气泡进行压缩，提高其饱和度，但在这套系统中我们可以向土样内部一端施加反压力，并在土样的另一端让其排水，使土样的气泡在循环水的作用下排除同时可以测量体变，孔压的测定由 孔压传感器的数字量输入单片机存储或直接输入电脑。

六、部分试验数据