欧美大地 3D-SDSWCC

仪器描述

双压力室应力相关土水特征曲线三轴仪(3D-SDSWCC)是一套新型全系列吸力控制应力相关土水特征曲线量测系统。

得益于Geo-experts公司对非饱和土理论和试验技术的研究，3D-SDSWCC土水特征曲线三轴仪可通过三种不同的吸力控制技术（轴平移、渗透和蒸汽平衡技术）控制0.1kPa到300MPa的吸力。通过更换底座和吸力控制系统，这套设备可以得到完整吸力范围的应力相关土水特征曲线（SDSWCC）。

在试验过程中，通过内置压力传感器不间断测量施加在土样上的应力，还可以通过双压力室和高精度差压传感器连续测量土样的总体变化。使用Geo-Experts（3D-SDSWCC）可以灵活控制应力和吸力路径，测得的应力相关土水特征曲线更接近现场土样的性质。

产品性能：

（1）可以模拟土体三轴应力状态
（2）通过三种不同的吸力控制技术施加和控制0.1kPa-300 MPa的吸力
（3）通过一个试样和一套仪器即可获得0.1kPa-300MPa完整的脱湿和吸湿应力相关土水特征曲线（SDSWCC）
（4）通过双压力室和高精度差压传感器（DPT）可以精确测量土样的总体变
（5）通过高精度内置压力传感器监测竖向应力
（6）精确不间断监测土样的水体变化

（7）通过高精度位移传感器（LVDT）监测轴向变形

工作原理：

使用Geo-Experts（3D-SDSWCC）可以模拟土体的三轴应力状态。通过控制竖向加载系统施加轴向力和采用压缩气体施加围压，可以使土样达到任意各向同性和各向异性固结应力状态。此外，Geo-Experts (3D-SDSWCC)可以通过改变底座采用下列任一技术在试验中施加和控制吸力

轴平移技术

该技术采用带高进气值陶土板的底座。利用土样底部的饱和陶土板，在装有土样的气密容器上施加一定的气压，从而控制土样的孔隙气压。孔隙水压力在土样底部的高进气值陶土板的作用下与大气压力保持一致，因此基质吸力就等于施加的空气压力。通过这种技术可以控制从0.1kPa到陶土板进气值（AEV）之间的吸力。

渗透技术

该技术采用带半透膜的底座和大分子溶液（如聚氧乙烯，PEG）。根据渗透原理，试样和大分子溶液由半透膜隔开，大分子无法进入土样，而水和常见离子可以自由通过半透膜。试验时，PEG溶液在试样底部循环，试样含水量变化通过电子天平监测。平衡时，土样吸力可以从PEG溶液的浓度和渗透吸力的标定关系曲线中获得。通过这种技术可以控制0.1到10MPa的吸力。

蒸汽平衡技术

该技术采用带透水石的底座以及饱和盐溶液。不同的饱和盐溶液产生不同相对湿度的蒸汽。试验时，蒸汽在土样和盐溶液中循环，试样含水量变化通过电子天平监测。土样平衡吸力可以根据热力学关系，从相对湿度中获得。通过这种技术可以控制10到300MPa的吸力。

双压力室体积量测系统

Geo-Experts (3D-SDSWCC)配备有双压力室，其中末端开口的瓶状内压力室安装在外压力室内部，并且会先充满水。具有固定水位线的参照管安装在内压力室的外侧壁上。土样体积的变化都会引起内压力室的水位变化，并且会被高精度差压传感器（DPT）记录下来。通过标定曲线换算出总体变。下面图形中实测的应力相关土水特征曲线（SDSWCC）反应了三种不同应力条件的影响。

应力状态对应力相关土水特征曲线（SDSWCC）的影响