一、概述 

      “智能真三軸試驗儀”是由一個立方體的土樣，在周圍壓力即大主應(yīng)力、中主應(yīng)力、小主應(yīng)力作用下，通過各種傳感器（力傳感器、位移傳感器、反壓體變傳感器、孔隙壓力傳感器等），利用計算機進(jìn)行信息采集，并根據(jù)相關(guān)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的一種特殊的土工試驗儀器。該儀器可在等向固結(jié)、K₀固結(jié)以及在不同的主應(yīng)力比的條件下進(jìn)行UU、CU、CD等真三軸試驗。

       智能真三軸實驗儀是在普通三軸的基礎(chǔ)上施加了不同主應(yīng)力方向上的荷載，同時分別獲得三個方向的應(yīng)變。在此情況下可以整理出三個方向的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系和相應(yīng)的模量及強度指標(biāo)。

      智能真三軸試驗儀”可分為儀器（硬件）和軟件兩部分組成。

二、儀器部分

1.1主要技術(shù)指標(biāo)

1) 試樣尺寸：70mm×70mm×120mm；     

2) 大主應(yīng)力：0~3Mpa；

3) 中主應(yīng)力：0~2Mpa；

4) 小主應(yīng)力：0~1Mpa；

5) 孔隙壓力U：0~1Mpa；

6) 反壓力：0~0.6Mpa

7) 位移：大主應(yīng)力方向0~30mm，小主應(yīng)力方向0~8mm

8) 體變：0~200ml

9) 加荷速率：0.001~20mm/min（數(shù)控?zé)o級變速）

10) 傳感器精度：系統(tǒng)誤差小于0.3%

1.2組成部分

1) 真三軸壓力室

真三軸壓力室是試驗的主要核心部分，它是由土樣、土樣底座、土樣帽、的液壓腔、方向的位移傳感器、以及包在土樣外面的乳膠薄膜；壓力室外殼是由耐高壓的有機玻璃圓筒、鋁合金底座、頂蓋、傳壓活塞、活塞套、輸入中主應(yīng)力的液壓加載系統(tǒng)以及小主應(yīng)力加載裝置，在壓力室底部裝有孔隙壓力傳感器，同時安裝有各種位移計、主應(yīng)力、反壓力、固結(jié)排水、孔隙壓力等管道，以及各種傳感器電纜相關(guān)緊固件接口與閥門。

2) 軸向壓力加荷的控制系統(tǒng)

由步進(jìn)電機和計算機拖動的一組變速機械裝置組成，通過精密的滾珠絲桿推進(jìn)加荷平臺向三軸壓力室施加軸向荷載，可進(jìn)行開環(huán)和閉環(huán)控制的應(yīng)力式和應(yīng)變式的三軸試驗。該系統(tǒng)的加荷速率（0.001~20 mm/min)是由步進(jìn)電機、驅(qū)動器、開關(guān)電源、單片機控制系統(tǒng)的觸摸屏以及荷重傳感器等組成。

3) 中主應(yīng)力控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)有一組獨立控制的液壓加載裝置。該裝置內(nèi)設(shè)有壓力傳感器用于閉環(huán)控制中主應(yīng)力的大小，并由單片機驅(qū)動一個步進(jìn)電機，且通過流量控制的應(yīng)力式的液壓筒，連接在壓力室內(nèi)的水囊加壓裝置?？梢韵蛟嚰┘又兄鲬?yīng)力，并同時測定流量的體積變化，也可以計算出方向的平均位移量。

4) 小主應(yīng)力控制裝置

該裝置可以氣壓控制也可以液壓控制。氣壓控制由一個進(jìn)口比例閥提供氣壓源。壓力范圍：0~900Kpa這種方法操作起來方便。

5) 反壓體變系統(tǒng)

反壓力施加主要是解決土樣的飽和問題，當(dāng)然解決飽和的方法很多：有真空抽氣飽和、水頭飽和、反壓力飽和等方法。

對于一般的粘性土滲透系數(shù)：大于n*10^-7cm/s可以采用反壓力體變系統(tǒng)即液壓控制器，向土樣內(nèi)部一端施加反壓力，但土樣的另一端讓其排水，使土樣的氣泡在循環(huán)水的作用下排除同時可以測量體變。

6) 相關(guān)傳感器

相關(guān)傳感器主要是指荷重傳感器（10KN/3KN）（軸壓傳感器）、孔壓傳感器、反壓傳感器、中主應(yīng)力傳感器已經(jīng)4只LVDT位移傳感器等。

軸壓傳感器1個：用于測量大主應(yīng)力，裝在上橫梁下端；

孔壓傳感器1個：一個裝在壓力室土樣底座下方，以測量土樣底座孔隙水壓力即U下，豎向位移由系統(tǒng)計算得出。