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动单剪测试系统31-WF7500

PC 控制，带集成多轴控制系统，安装在机柜中，包含用于70mm试样的适配器。

供电： 110-220 V 50-60 Hz 1ph

动态单剪测试系统通常用于科研使用，因为它非常容易模拟许多不同的现场应力状态，从而研究土体的动态特性，如：

-  以层状粘土为特征的大陆架斜坡在地震时的稳定性

-  循环荷载下粘性土的剪应力退化

-  在循环荷载下评价砂土液化参数

动单剪是一种平面应变仪。剪切应变是由试样底部相对顶部的水平运动引起的。试样直径保持恒定，因而试样的体积变化只与上加载板的轴向运动有关。

该系统设计允许试样进行固结，然后在不排水条件下进行剪切。

试样：

标准试样尺寸为直径70mm的试样。配置转换套件（31-WF7500/1）也可以用作直径50mm的试样。

试样安装于带有与三轴试样相同的顶盖的基座上，并套上橡胶膜，用O型圈密封。

为了保证恒定直径（K0状态），试样的径向采用铜质叠环限制。

剪切阶段：

剪切过程中，叠环相对滑动，如下图所示。

剪切过程中，轴向作动器采用闭环控制来确保试样的高度保持恒定。可以对干燥样或者饱和试样进行恒定体积测试。

动单剪设备31-WF7500中试样的应力状态

主要特点：

• 恒定直径测试性能
• 该系统可以进行动态和静态单剪测试：等体积下进行应变控制、 恒定轴向应力下控制剪切应变、恒定轴向应力下控制力和任何叠加的静态剪应力
• 动态频率可达10 Hz (取决于测试条件及试样状态)
• 5kN水平剪切和轴向作动器
• 5kN力传感器，与作动器安装在一起，精度为1N

系统主要组成部分：

（1）动单剪设备主机

主机包括动单剪荷载架、带有轴向和水平向加载控制阀的空气接收器、两个5kN作动器，内置在一个特殊设计的落地机柜中，集成多轴控制系统（IMACS）和电脑也放置在其中。轴向和水平剪切方向的作动器固定在荷载架上，作为反力架。每个作动器包含一个内部位移传感器，将作动器的位置信息反馈到电脑上。这对安装试样时非常重要，它允许你在测试期间设置足够的行程。

试样安装区域的上半部分是刚性固定的，并且在线性轴承中放置一个直径50mm的垂直滑块，允许轴向运动，但防止水平运动。下半部分安装在滚子轴承上的方式与标准直剪仪相同。

（2）集成多轴控制系统 (IMACS)

集成多轴控制系统(IMACS)）是一个紧凑的独立单元，为测试和传感器提供所有关键的控制、设置时间和数据采集功能。

数据采集模块包含6个标准化(±10 V范围)传感器输入通道。这些数字化通道通过精确高速20位转换器，用于数据分析和展示。

控制模块包含4个反馈控制通道。其中两个专门用于作动器进行轴向力/位移，其他两个用于水平力/位移。

所有模块都有自己专门的高速USB(10MB/s)或者RS232接口。这就允许不间断的同时进行通讯，提高了工作的速度和灵活性。

在电脑的监督下，IMACS自动控制 加载进行各种类型的试验。IMACS直接控制伺服阀 施加所需的加载速率或者波形。加载时IMACS捕捉到传感器的数据并进行转换，通过 USB或 RS232传输到电脑中用于处理、显示和储存。

（3）力传感器

两个5kN的力传感器分别与轴向和剪切作动器装配在一起。它们配备了一个信号调解器，允许在数据采集系统内更换或移除传感器，而无需重新校准。精确到1 N。

（4）位移传感器

±15 mm的位移传感器内置在每个作动器上来测量作动器的位移，并提供反馈控制。

轴向位移传感器的校准超过±2.5 mm，用于控制和保持试样高度。精度到1μm。

（5）在线信号调节

这个单元将传感器的输出标准化，允许传感器从一个通道转移到另一个通道而无需重新标定。

总之，系统包含如下部分：

-    动单剪主机，带5kN轴向和水平剪切作动器

-    试样制备配件

-    力和位移传感器

-    控制和数据采集系统

-    软件和控制电脑

技术参数：

-  动单剪主机：落地安装，不锈钢框架，包括集成双驱剪切和轴向气动作动器。每个带一个+/-15mm 内部位移传感器 (精度:0.01 mm)。顶帽固定，底座安装在滚子轴承上

-  试样尺寸: 直径70 mm (50 mm 的需要配置转换套件)

-  最大力: 水平和轴向都是 ±5 kN

-  动态频率: 可达 10 Hz (取决于测试和试样状态)

-  总体尺寸: 1500 x 700 x 1200 mm (宽x 深x高)

-  供电要求: 240 或110 V, 50-60 Hz, 1 ph

-  重量: 约350 kg

测试曲线：

设置参数

固结阶段：图中显示了轴向应力，诱导孔压、轴向力和剪切力vs 时间

循环剪切阶段：图中显示了轴向应力、诱导孔压、轴向力和水平剪切力 vs 循环数

线性位移剪切阶段： 图中显示了轴向应力、诱导孔压、轴向力、水平力 vs  时间