非饱和土应力路径三轴测试系统 HC-UTS

一、产品型号：非饱和土应力路径三轴测试系统 HC-UTS

二、产品功能

非饱和土应力路径三轴测试系统 HC-UTS是采用土样全表面变形数字图像测量系统的功能完善的土工三轴测试系统。该系统可完成饱和土、非饱和土的三轴压缩试验，既包含了饱和土三轴测试的全部功能（包括常用的UU/CU/CD、等向固结试验以及更高级的循环加卸载试验、KO试验和应力路径等试验。）同时增加了土水特性曲线测量、控制基质吸力的非饱和土三轴试验、常含水量非饱和土三轴试验，以及应力状态变量组合的非饱和土三轴试验功能，是室内土工三轴试验的必备仪器。

三、系统组成

▪该仪器由压力室、一套轴向力横梁加载装置、两套独立的体积压强控制器、传感器及一套控制与采集系统等组成。

▪轴向力加载装置，通过伺服电机驱动双丝杠旋转，带动横梁及与横梁连接的加载杆上下往复运动，实现轴向力的加卸载操作。

▪体积压强控制器由步进电机带动滚珠丝杠转动推动丝杠螺母，丝杠螺母通过长杆和压力缸中的活塞相连，推动活塞动作，实现控制压力缸及与之相连的压力室中的流体压强的功能，通过电机运动行程和缸体截面积可计算流体体积变化。

▪双量程（可选）高精度传感器对试验过程中的流体压强、载荷信息及位移变化进行测量采集并反馈至控制系统。

▪配备自主研发的试样全表面变形数字图像测量系统，通过跟踪识别乳胶膜表面标记点实现试样表面变形（应变）场测量，应变测量精度可达10^-5，可以克服与传统变形测量方法存在的不能直接测量非饱和土体积变形、难以测量局部变形、端部约束、膜嵌入等问题，并且可以直观观察试样变形形态。

四、功能特点

步进/伺服电机驱动双丝杠横梁移动加载；变形速率/位移/应力控制加载模式；轴压和围压独立分级控制；内置体积压强控制器控制压强；串联轴向力传感器（内置小量程，外置大量程）；压力室自动给排水；土样变形数字图像测量系统；同时配备量水管和压强传感器测量体积变形；试样底座可更换；可选配阀门自动控制；可以升级高围压、温控、非饱和土试验功能；Excel格式数据输出和后处理。

五、技术参数

六、试验模块

——固结试验模块：恒围压偏应力固结试验、等向固结试验、分级加载固结试验

——常规剪切模块：不固结不排水剪切试验（UU）、固结不排水剪切试验（CU）、固结排水剪切试验（CD）

——选配试验模块：分级加载压缩试验、恒围压的轴向力加卸载试验、恒轴向力的围压加卸载试验、应力路径试验、K0固结试验、K0固结不排水压缩试验、K0固结排水压缩试验、蠕变试验

七、可定制功能

——非饱和土试验：试验底座增设陶土板，增设排水天平及补偿天平，增加非饱和土试验模块

——渗透试验：全自动高精度瞬态测量渗透试验，无需人工读数，实时动态测量渗透系数

八、采集软件及后处理软件

采集软件

与图像测量技术相融合，可实现UU、CU、CD、等向固结、B-检测、反压饱和、载荷控制试验、围压低频循环试验、轴压低频循环试验、K0 试验、应力路径试验及三轴蠕变等饱和土试验，还可实现基质吸力控制、土水特性曲线及分级控制应力状态变量等非饱和土试验 。实现试验模块的智能控制，可实时显示试样的变形状态。

采集软件界面

后处理软件

主要功能：后处理软件的主要功能是对基于角点识别的试样变形数字图像测量系统输出数据进行处理和计算，得到试样全表面变形和局部点应变场，同时可以根据用户需要绘制偏应力-轴向应变、偏应力-径向应变、径向应变-轴向应变、体积应变-轴向应变、轴向应力-围压、孔隙水压强-轴向应变、轴向应变/径向应变-时间、孔隙水压强-时间、偏应力-时间、围压-时间、轴向应变/径向应变/体积应变-偏应力的关系曲线。

试验输出：对基于角点识别的试样变形数字图像测量采集软件的输出进行一系列变换；包括特征点坐标数据进行平滑修正、镜面转换、边缘点识别、原始像素当量的确定及变形过程修正、柱坐标展开为平面坐标、图像拼接等；同时引入有限单元法，通过试样表面离散的有限个单元的节点位移信息，构建试样局部或全表面的应变场。软件能输出包括试验基本信息、测量时间、轴向力、围压、竖向应变、横向应变、体积应变等信息，并以数据文件的形式保存。

后处理软件界面

九、授权发明专利

三轴试样全表面变形场图像测量后处理软件1.0

基于角点识别的数字图像测量系统数据采集软件1.0

一种整体-局部相结合的试样变形测量装置及方法

基于亚像素角点识别的试样表面变形数据图像测量装置及方法

高精度多量程的串联结构力传感器组

一种相机阵列测量局部变形的方法

一种串联式传感器及测量 方法

高精度多量程的串联结构力传感器组  

一种数字图像测量系统的综合误差修正方法