HTSZ-100A粗粒土三軸剪切試驗機

一、 設備概述

粗粒土三軸剪切試驗機根據GB/T50123-2019 《土工試驗方法標準》設計制造，各項性能參數全符合相關規范要求。本試驗機用于測定土樣在等應變加荷方式下土體的抗剪強度、變形和孔隙水壓力等功能。該系統可以進行不固結不排水試驗（UU）、固結不排水試驗（CU）、固結排水試驗（CD）等。

本儀器主要有三部分組成：測控系統、加載系統、附件（含φ300mm壓力室、對開模、電動升降移動架等）。

1.1主要技術參數及規格

1、試樣尺寸: 中300x600mm

2、最大軸向靜態荷載:1000KN

3、軸向力分辨率:0.1KN

4、力傳感器測量精度:士0.5%F.S

5、位移測量范圍:0~350mm

6、位移分辨率:0.01mm

7、位移傳感器測量精度:±0.5% F.S

8、應變式軸向加載速率:0.2-30mm/min

9、最大周圍壓力:3MPa

10、使用介質: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:用N46號抗磨液壓油

15、使用電源:3+N（三火一零）

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

1.2性能及特點

1、 儀器測控系統核心控制系統采用高速32位ARM微控制器，超高速的采樣以及運算能力保證試驗過程中各項數據的精準采集及顯示。

2、 測控系統操作界面采用了集成了觸控的工業平板電腦，試驗測控軟件功能齊全，滿足規范所需的數據顯示和自動試驗功能，具有完善的記錄，報表展示功能。

3、 軸向加載系統由交流伺服油源驅動，剪切速率更穩定，帶有大環反饋系統的恒壓比例閥控制。

4、 整個系統無需外界空氣壓縮機等任何壓力源，自身實現液壓控制，圍壓產生和控制，性能穩定，滿足各種三軸試驗的需求。

1.3試驗機主要工作原理

1、 三軸試驗時，將制備好的試樣用橡膠膜包裹好，放入壓力室，然后根據試驗要求通過圍壓系統和反壓系統進行加壓控制，加載系統的工作臺以要求的剪切速率上升剪切，直至土樣破壞。試驗過程中，通過壓力傳感器和0-150mm的位移傳感器獲得相關試驗數據，用于后期數據處理。

2、 圍壓、反壓的控制方式是以水為介質，通過調壓筒的活塞前進或后退對水壓縮獲得所需的壓力。

3、 試驗中，土樣的體積變化由體變管或量水管測量。

二、粗粒土三軸壓縮試驗結構原理示意圖

? 無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測控柜（壓力庫）；12壓力表（圍壓/反壓）；

13孔隙壓力閥；14試樣進水閥；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、試驗機測控軟件說明

2.1軟件安裝

雙擊打開EasyTest9安裝包程序，之后進入安裝向導，點擊下一步，安裝位置可以更改，默認安裝在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設備連接

2.3進入軟件

雙擊打開桌面圖標軟件會嘗試與控制器連接，當連接不上控制器時會彈出通訊窗口。這時電腦需要配置IP地址以及關閉防火墻設置（網口通信）。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，點擊一下，再點擊連接即可。

2.4設置IP地址以及關閉防火墻

點擊通訊窗口左下角設置IP地址，找到未識別的網絡，右鍵點擊屬性，雙擊Internet協議版本4（TCP/IPv4）,選擇使用下面的IP地址，配置IP地址192.168.1.11，子網掩碼255.255.255.0，然后確定再確定如下圖1所示。如果點連接還沒有反應，假如電腦可以上網，需要確認上網的網段是否與控制箱的網段沖突，如下圖2所示。這時可能要更換網段。IP地址欄要改成192.168.2.11其中2代表網段，1改成2或111，再回到通訊窗口，連接符1網段改為與IP網段對應的數字2。再點擊連接即可，連接成功會進入配置軟件類型窗口。若都配置正確，還是連接不上控制器，則需要確認電腦防火墻是否關閉，電腦設置里找到windows安全中心，防火墻和網絡保護如下圖3所示，將3處防火墻都關閉掉即可。

2.5配置軟件類型

當軟件的機型與控制箱的機型不匹配時，軟件會彈出配置軟件類型窗口，這時要選擇粗粒土三軸[伺服油泵],驅動類型伺服電機驅動，噸位根據設備量程選擇，聯網公司不需要上傳數據選擇單機版。此時會提示你軟件更改類型，通道參數會被重置點是即可。這時軟件會核對軟件和控制箱的通道參數。

2.6校準通道參數

當軟件參數與控制箱參數不一致時，軟件會彈出校準通道參數窗口，如果你是第一次安裝軟件（設備都是新的），建議以電腦為準，使用軟件默認的參數。如果你以前用過此設備做過試驗，以前的通道參數數據（校準數據）會保存在軟件和控制箱（此時是一致的）。如果重新安裝/更新軟件或重新配置了軟件類型（控制器沒更換），軟件的通道參數會被重置恢復初始默認值，你再次打開軟時參數不一致，此時控制箱保存參數是原始參數，就要以控制箱為準；如果控制器更換（軟件沒更換），那么軟件中保存的參數則是原始參數，就要以電腦為準。

2.7軟件主界面

A:軟件標題欄---顯示當前軟件類型以及試驗類型。

B:軟件菜單欄---試驗相關、報表與下方按鈕同步，權限（管理員登錄后可以設置一些權限相關設置, 默認登錄密碼111111），幫助可查看軟件信息以及聯網公司的配置說明。

C:按鈕菜單欄---試驗類型的選擇、開始試驗、停止、試驗設置報表、輸出量設置等。

D:示值顯示框---力值、圍壓、孔隙水壓、反壓、實時體變顯示位置。

E:試驗參數欄---試驗前需要輸入的編號以及相關試驗參數。

F:曲線圖框---軸向載荷，時間曲線（曲線下方設置可配置坐標關系）。

G:圍壓、反壓控制按鈕--- 控制圍壓與反壓加壓、加水按鈕。

H：試驗結果欄 ---試驗后，試驗會對應顯示在試驗結果欄中。

I：狀態欄---試驗時設備的運行狀態已經軟件版本信息。

2.8試驗設置

點擊試驗設置按鈕會調出對話框（紅框里可設置，其它不用調整）

1、 過載保護值——設備的最大量程保護

2、 過沖保護值——設備運行中每秒的最快速度保護值

3、 復位延時——結束試驗時的等待時間

4、 啟控力值——試驗的閉環入口力

2.9編輯試驗參數 

2.10輸出量設置

2.11試驗類型選擇

進入軟件后點擊試驗類型，選擇需要測試的試驗類型，默認試驗頁面為第一個測試項。

2.12試驗前準備事項

? 先將試件移動到操作臺上，并將試件與軸向載荷傳感器接觸

? 把試驗參數欄內需要的參數填寫完成

? 點擊開始試驗按鈕，進行自動試驗。

2.13查看試驗報表

點擊上方報表按鈕，所有測試數據會記錄在報表程序里，用戶可根據試驗編號或者測試日期選擇查看已做的試驗結果。并可根據需要進行Excel預覽打印。

三、設備調試及校準

3.1權限登錄校準頁面

校準界面需要權限登錄管理員模式，初始密碼111111。登錄管理員后可看到校準按鈕，點擊校準按鈕進行設備的校準。

3.2軸向壓力校準

根據設備傳感器量程，把需要校準的力值點按照從小到大順序填寫到校準信息里，然后把標準測力環放入設備上與設備傳感器頭對頭準備對壓。最后把設備與標準測力環全部清零。點擊確定進行力值標定。

例如第一個點標定值為150kN，那邊當標準測力環到達150kN時，點擊軟件上打點按鈕，進行第一個點確定（控制速度可自行選擇）。隨后進行第二點（操作方法相同）當所有點打完后，設備停機并提示是否修正標定結果，根據需要選擇是或者否。

3.3周圍壓力與反向壓力校準

進入校準界面后，可點擊擴展校準按鈕進入圍壓與反向壓力校準。

進入擴展校準頁面后默認為圍壓控制箱參數（可鼠標選擇反壓控制箱）。圍壓控制箱頁面分為圍壓、孔隙水壓、圍壓位移、備用位移四頁，可根據需要進行選擇要校準的名稱。

3.3.1圍壓控制箱周圍壓力校準

把圍壓量程輸入到量程（kPa）內，過載值與過沖值同樣確認好。然后通過右側主路上升、主路下降按鈕移動設備電缸進行加壓。當力值壓到需要的標定值時停止移動，把目標值輸入到標準值內點擊修正即可。如需繼續下一點標定可繼續移動電缸進行標定。不再標定點擊保存并下發完成圍壓校準。

3.3.2圍壓位移校準

選擇圍壓位移校準頁，可以通過點擊主路上升、主路下降按鈕來移動設備位置。當調整好位置后，點擊當前絕對值清零按鈕，以當前位置為零點，然后點主路上升，當設備移動一段距離后，用刻度尺測量零點到停止的距離然后把數值輸入到表值值內，點擊右側修正即可。再次點擊開始上升按鈕，當位移速度穩定后，點擊右側速度修正，此時圍壓位移就校準完成了。

3.4反壓力、反壓圍壓校準

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

3.5體變量校準

把容器內加入一定量的水，假如加入10mL水量，那么在值內輸入10，然后再點擊校準按鈕，即可完校準。