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雙壓力室應力相關土水特征曲線三軸儀(3D-SDSWCC)是一套新型全系列吸力控制應力相關土水特征曲線量測系統。

得益于Geo-experts公司對非飽和土理論和試驗技術的研究，3D-SDSWCC土水特征曲線三軸儀可通過三種不同的吸力控制技術（軸平移、滲透和蒸汽平衡技術）控制0.1kPa到300MPa的吸力。通過更換底座和吸力控制系統，這套設備可以得到完整吸力范圍的應力相關土水特征曲線（SDSWCC）。

在試驗過程中，通過內置壓力傳感器不間斷測量施加在土樣上的應力，還可以通過雙壓力室和高精度差壓傳感器連續測量土樣的總體變化。使用Geo-Experts（3D-SDSWCC）可以靈活控制應力和吸力路徑，測得的應力相關土水特征曲線更接近現場土樣的性質。

產品性能：

（1）可以模擬土體三軸應力狀態
（2）通過三種不同的吸力控制技術施加和控制0.1kPa-300 MPa的吸力
（3）通過一個試樣和一套儀器即可獲得0.1kPa-300MPa完整的脫濕和吸濕應力相關土水特征曲線（SDSWCC）
（4）通過雙壓力室和高精度差壓傳感器（DPT）可以精確測量土樣的總體變
（5）通過高精度內置壓力傳感器監測豎向應力
（6）精確不間斷監測土樣的水體變化

（7）通過高精度位移傳感器（LVDT）監測軸向變形

工作原理：

使用Geo-Experts（3D-SDSWCC）可以模擬土體的三軸應力狀態。通過控制豎向加載系統施加軸向力和采用壓縮氣體施加圍壓，可以使土樣達到任意各向同性和各向異性固結應力狀態。此外，Geo-Experts (3D-SDSWCC)可以通過改變底座采用下列任一技術在試驗中施加和控制吸力

軸平移技術

該技術采用帶高進氣值陶土板的底座。利用土樣底部的飽和陶土板，在裝有土樣的氣密容器上施加一定的氣壓，從而控制土樣的孔隙氣壓。孔隙水壓力在土樣底部的高進氣值陶土板的作用下與大氣壓力保持一致，因此基質吸力就等于施加的空氣壓力。通過這種技術可以控制從0.1kPa到陶土板進氣值（AEV）之間的吸力。

滲透技術

該技術采用帶半透膜的底座和大分子溶液（如聚氧乙烯，PEG）。根據滲透原理，試樣和大分子溶液由半透膜隔開，大分子無法進入土樣，而水和常見離子可以自由通過半透膜。試驗時，PEG溶液在試樣底部循環，試樣含水量變化通過電子天平監測。平衡時，土樣吸力可以從PEG溶液的濃度和滲透吸力的標定關系曲線中獲得。通過這種技術可以控制0.1到10MPa的吸力。

蒸汽平衡技術

該技術采用帶透水石的底座以及飽和鹽溶液。不同的飽和鹽溶液產生不同相對濕度的蒸汽。試驗時，蒸汽在土樣和鹽溶液中循環，試樣含水量變化通過電子天平監測。土樣平衡吸力可以根據熱力學關系，從相對濕度中獲得。通過這種技術可以控制10到300MPa的吸力。

雙壓力室體積量測系統

Geo-Experts (3D-SDSWCC)配備有雙壓力室，其中末端開口的瓶狀內壓力室安裝在外壓力室內部，并且會先充滿水。具有固定水位線的參照管安裝在內壓力室的外側壁上。土樣體積的變化都會引起內壓力室的水位變化，并且會被高精度差壓傳感器（DPT）記錄下來。通過標定曲線換算出總體變。下面圖形中實測的應力相關土水特征曲線（SDSWCC）反應了三種不同應力條件的影響。

應力狀態對應力相關土水特征曲線（SDSWCC）的影響

技術參數：

● 吸力范圍： 0.1kPa~300MPa
● 試樣直徑*: 90 mm 或140 mm
● 試樣高度: 最大25 mm

● 環境溫度: 5 oC – 50 oC

雙氣動壓力氣缸和調節器：

● 最大壓力： 500 psi (35 巴)
● 流量： 40 SCFM (68 m3/小時) @ 100 psi（7 巴）
● 低壓力控制： 0.5?–30 psi（0.03–2巴）
● 高壓力控制： 2– 150 psi (0.1 – 11 巴)

● 高進氣值陶土板**： 5 巴

垂直氣動加載架

● 承載力： 10 kN
● 行程： 50 mm
● 壓力氣缸控制范圍： 0– 4.5 巴

● 調節器控制范圍： 0– 10 巴

壓力傳感器

● 量程： 2 MPa
● 額定輸出： 0.5 mV/V
● 非線性： 2 % RO

● 指示器： 1 通道，4位

位移傳感器

● 量程： 5 mm
● 額定輸出： 5 mV/V ± 0.3 %
● 非線性： 0.3 % RO

● 指示器： 1 通道，4位

10 差壓傳感器

● 量程： －10 ~ +10 kPa
● 輸入電壓： ±8 ~ ±15 VDC
●輸出電壓： －5 ~ +5V
* 可根據客戶要求配置不同尺寸的底座，如100mm和150mm
** 可根據客戶要求配置1，2，3，5或15巴的高進氣值陶土板

雙壓力室應力相關土水特征曲線三軸儀(3D-SDSWCC)功能強大，歡迎選購。