靜態(tài)高壓低溫凍土三軸試驗系統(tǒng)

多年以來，APS (Wille Geotechnik^®) 成功地提供了不同試驗范圍的、用于巖土工程試驗的三軸試驗系統(tǒng)。這些產(chǎn)品為用戶 提供了很大的靈活性，可以高精度運行試驗，并為系統(tǒng)添加各種升級模塊以滿足所需的試驗需求。 溫度控制系統(tǒng)，擁有高準確度和性能，用戶可以在不同溫度條件下進行試驗，從低溫凍土試驗到高溫膨潤土試驗。 而靈活的軟件以及組件，用戶可以以更好的方式使用設(shè)備和運行試驗。

該系列土力學(xué)三軸試驗系統(tǒng)是為在不同溫度條件下對土樣 進行應(yīng)力路徑三軸試驗而設(shè)計制造的。許多試驗需要對試 樣進行高溫或低溫的溫度控制，這就需要一個設(shè)計簡單的 系統(tǒng)，它能夠避免試驗過程中試樣出現(xiàn)任何溫度梯度，并 形成穩(wěn)定的恒溫條件。

我們可以根據(jù)需求為用戶進行定制，例如用電機或液壓作 動器提供靜態(tài)或動態(tài)荷載，低圍壓壓力或高達 32MPa 的 高圍壓壓力，低溫試驗或 / 和高溫試驗，都可以一起配置以 滿足試驗需求。溫度控制系統(tǒng)可將試樣溫度控制在 -30℃ 至 +200℃范圍內(nèi)。

我們使用專門的解決方案來控制三軸室的溫度，即雙層壁 溫控 (DWTC) 三軸室，無需使用內(nèi)部盤管進行加熱 / 冷卻， 不用占用三軸室內(nèi)部的空間，并且讓安裝內(nèi)置應(yīng)變測量裝 置變得簡單。 強大的 GEOsys 軟件支持所有試驗程序，可以很好地操 控所有試驗，而且用戶可以自己編程，可以根據(jù)試驗需求 編輯和運行自定義試驗程序。

產(chǎn)品特點

▍ 各種范圍的靜態(tài)或動態(tài)荷載

▍ 電機或伺服液壓加載系統(tǒng)，涵蓋所有需要的荷載和頻率

▍ 試樣直徑可達 150mm

▍ 高達 32MPa 的各種三軸室

▍ 高達 -30℃度的凍土試驗

▍ 高達 +200℃的高溫試驗

▍ 包括不同試驗?zāi)K的軟件，例如標準靜態(tài)三軸試驗（CD、CU 和 UU）、應(yīng)力路徑試驗、動態(tài)試驗等

▍ 以太網(wǎng)連接，可將數(shù)據(jù)快速傳輸?shù)?PC

▍ 可以為試樣提供不同類型的加載波形，例如正弦波、方波、三角波、矩形波和用戶自定義波形

▍ 各種溫度范圍的控制系統(tǒng)包括： ? 環(huán)境溫度到 -30℃度 ? 環(huán)境溫度到 +200℃ ? 低溫 / 高溫組合，從 -20℃到 +200℃度

▍ 多種升級選項，例如非飽和、動態(tài)圍壓、彎曲元、高壓三軸等

▍ 試樣安裝方便

▍ 安裝了控制軟件的 PC 直接操控整個系統(tǒng)

▍ 用于動態(tài)試驗的高速動態(tài)控制器，用于監(jiān)測測量值和試驗程序（2,5KHz 或 10 KHz）

亮點

● 雙層壁溫控

● 無需內(nèi)置熱交換盤管

● 荷載和頻率范圍大

● 低噪音 - 機

● 無需氣壓提供動力

● CE 標志

● 易于使用

● 可提供長期更換的備件

● 各種升級選項

● 包含所有試驗?zāi)K的完整軟件

● 的冷卻 / 加熱方法解決方案

優(yōu)勢

● 試樣安裝方便

● 不需要額外的實驗室基礎(chǔ)設(shè)施

● 多達 32 個通道的高級動態(tài)控制器用于 動態(tài)試驗

● 的軟件，提供所有三軸試驗的試 驗?zāi)K

● 標準波形和用戶定義的波形

● 以太網(wǎng)連接到數(shù)據(jù)分析 PC

● 滿足各種不同試樣尺寸和圍壓壓力的 三軸室

● 適用于小應(yīng)變試驗

● 很少需要維護

軟件：系統(tǒng)通過 GEOsys 軟件控制。根據(jù)用 戶需求為每套系統(tǒng)專門定制配置和編程， 包括控制試驗流程、采集、存儲所有的數(shù)據(jù)。

安全

● 緊急停機按鈕：當(dāng)出現(xiàn)不安全情況時， 立即停止系統(tǒng)。

● 限位停機：過載、位移超自動停機， 可在軟件中實現(xiàn)，用來保護操作人員免 受意外傷害。

加載架

德國 Wille Geotechnik^® 的加載架有強大的功能，已經(jīng)成為執(zhí)行復(fù)雜或普通土力學(xué)試驗的理想選擇，其特點是設(shè)計堅固。 設(shè)計制造不同類型的加載架以對試樣施加靜態(tài)或動態(tài)載荷，這些加載架涵蓋了地質(zhì)力學(xué)試驗的荷載和頻率范圍。 靜態(tài)電機加載系統(tǒng)，荷載范圍高達250kN，動態(tài)系列有電機或伺服液壓型號，用戶可以根據(jù)需求在這些型號中輕松選擇。

▍ 靜態(tài)電機加載架，荷載高達 250kN

▍ 動態(tài)電機加載架，可選 60kN-5Hz/25kN-10Hz

▍ 動態(tài)伺服液壓加載架，荷載高達 1000kN、頻率高達40Hz

● 靜態(tài)電機加載架：微處理器控制的精密通用加載架 UL 系列集成了力、位置和速度控制， 用于應(yīng)變、應(yīng)力或位移（位置）的閉環(huán)控制，包括高質(zhì)量數(shù)據(jù)采集和控 制器，可以更好的方式使用設(shè)備和運行試驗。

● 動態(tài)加載架：動態(tài)電機加載架或動態(tài)伺服液壓加載架，用戶能夠?qū)υ嚇邮┘哟蠓秶膭雍奢d。該系列加載架帶有高達10kHz的強大動 態(tài)控制器，從而使得該系統(tǒng)在動態(tài)試驗領(lǐng)域具有的功能。配合而靈活的軟件以及組件，用戶可以更好的方 式使用設(shè)備和運行試驗

動靜態(tài)三軸試驗系統(tǒng)

該系列三軸室采用特殊的雙層壁技術(shù)，以最小的試樣溫度梯 度提供的試樣溫度控制性能。

溫控由雙層壁三軸室及其內(nèi)部的熱交換器實現(xiàn)，與具有閉環(huán) 溫度控制的高精度恒溫循環(huán)油浴相連。這種設(shè)計為用戶提供 了一個很大的優(yōu)勢，可以輕松、迅速抬起三軸室。在傳統(tǒng)方 法中，用戶必須抬起三軸室、拆除內(nèi)部盤管，需要更長的時間。 在雙層壁溫控 (DWTC) 三軸室中，不需要在試樣周圍放置用 于熱傳導(dǎo)的盤管，不用占用三軸室的內(nèi)部空間，還讓安裝試 樣更加簡單、縮短了安裝時間。雙層壁溫控三軸室，節(jié)省的 空間可用于內(nèi)置傳感器的安裝，使得需要測量局部應(yīng)變的試 驗非常容易實現(xiàn)，例如水泥、土壤或粘土的三軸試驗。

帶有相關(guān)附件的三軸室，用戶可以在不同范圍內(nèi)控制和監(jiān)測 三軸室內(nèi)部的溫度，一般溫度范圍如下：

● -30℃至環(huán)境溫度

● 從環(huán)境溫度到 +200

● -30℃至 200℃

產(chǎn)品特點

▍ 特殊傳熱方式

▍ 無需內(nèi)部安裝加熱 / 冷卻盤管

▍ 易于安裝試樣和傳感器

▍ 熱電偶線纜直接穿過耐壓過孔

▍ 專為內(nèi)置傳感器設(shè)計，例如：

? 內(nèi)置水下荷載傳感器

? 內(nèi)置應(yīng)變測量組件（軸向和徑向）

? 超聲波試驗組件

? 彎曲元組件（垂直 / 水平）

? 聲發(fā)射試驗組件

? 溫度測量傳感器

▍ 溫度范圍從 -30℃到 +200℃

▍ 壓力范圍高達 32MPa

▍ 試樣直徑從 38 到 150 毫米

▍ 試樣的長徑比為 2 或 2.5

溫控系統(tǒng)（加熱和制冷）

帶風(fēng)冷系統(tǒng)的溫控循環(huán)油浴可以控制內(nèi)部油浴的溫度，也可 以通過循環(huán)液體控制其他外部設(shè)備的溫度。

▍ 精確的溫度控制

▍ 不銹鋼制成的保溫浴

▍ 大顯示屏，明亮的 5.7 英寸觸摸屏，具有圖形功能和友好 的導(dǎo)航菜單

▍ 采用即插即用技術(shù)的多點觸控控制器

▍ 強大的壓力 / 循環(huán)泵

▍ 所有重要的操作參數(shù)和溫度值都整齊地顯示在觸摸屏上

▍ 集成的 USB 和以太網(wǎng)端口允許連接到 PC 或網(wǎng)絡(luò)，用于遠程控 制或數(shù)據(jù)傳輸

▍ 5 點校準

▍ Pt100 傳感器連接

▍ 循環(huán)油浴配有隔熱蓋板，以避免形成冷凝水和冰

完整溫控系統(tǒng)組成

● 雙層壁溫控三軸室

● 溫度控制系統(tǒng)（加熱 / 冷卻）

● 三軸室的隔熱外殼，限度地減少熱傳導(dǎo)

● 三軸室與溫控系統(tǒng)之間所有管道的保溫套

● 內(nèi)部溫度傳感器，測量三軸室內(nèi)部的溫度

● 荷載傳遞桿和作動器之間，三軸室底座和加載架之間的隔熱板

● 控制和數(shù)據(jù)采集軟件，通過 PC 控制溫控系統(tǒng)的所有功能（包括接頭和線纜）

● 外部溫度傳感器，限度地減少溫度梯度，以滿足溫度保護限制值和安全要求（可選）

● 可選配循環(huán)泵，增加輸送流量和輸送壓力

圍壓和反壓得自動控制可通過選配不同的控制器來實現(xiàn)，這取決于各種壓力范圍和不同的試驗、實驗室設(shè)施和技術(shù)要求等。 不同飽和度、應(yīng)力 / 應(yīng)變路徑、滲透率、K0 和其他試驗都可以以的精度輕松運行。

A) 氣壓控制器 (APC)

該系列的標準配置包括一臺氣壓控制器（APC）產(chǎn)生氣壓，再傳 遞到圍壓和孔隙壓力。該系統(tǒng)是全自動系統(tǒng)，通過 PC 和專用軟 件進行控制。通過封閉式氣 / 水囊將氣壓轉(zhuǎn)換為液壓，加上自動體變測量裝置， 測量體積變化。

工作壓力 : 可達 2MPa

壓力出口 : 2 個，1 個圍壓 1 個反壓  (可以升級為 3 個用于非飽和土試驗)

B) 體積壓力控制器 (VPC)

該設(shè)備包括兩個用于施加反壓和圍壓的液壓缸。它們是注射式無 波動泵，可精確產(chǎn)生和調(diào)節(jié)壓力，并針對不同的試驗要求在各種 范圍內(nèi)提供精確的流量控制。

設(shè)備的控制可以通過可獨立使用的控制面板或通過 PC 和專用軟 件輕松完成，非常方便且易于操作。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

數(shù)字式、高速、高分辨率、可擴展、實時控制數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，高達 10KHz 控制和 24 位分辨率數(shù)據(jù)采集。動態(tài)控制器可 用于電機系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、和各種傳感器，例如荷載傳感器、LVDT、應(yīng)變計、引伸計、熱電偶等。

控制器功能強大，用戶可通過智能傳感器插頭對測量和控制參數(shù)（傳感器）進行模塊化設(shè)計，存儲校準參數(shù)，可以根據(jù)應(yīng) 用場合靈活使用

產(chǎn)品特點

▍ 多達 32 個用于靜態(tài)和動態(tài)試驗的低噪聲閉環(huán)控制通道

▍ 每個控制軸通道可達 24 位分辨率（例如力、位移、壓力、應(yīng)變）

▍ 具有數(shù)字控制器參數(shù)化

▍ 所有控制功能之間的平滑切換

▍ 完整、同步的數(shù)據(jù)傳輸，避免任何數(shù)據(jù)丟失

▍ 數(shù)字可調(diào)控制器參數(shù)（PID 參數(shù)）

▍ 簡單靈活的試驗或參數(shù)調(diào)整

▍ 外部連接的端口管理

▍ 使用 PC 軟件進行配置和參數(shù)設(shè)置

GEOSYS 軟件

GEOsys 是 Windows 下的多功能模塊化控制和數(shù)據(jù)采集軟件。用戶可以通過圖形界面上的結(jié)構(gòu)化 Windows 指令對復(fù)雜 的用戶自定義試驗序列進行簡單編程。

GEOsys 利用靈活的可編程系統(tǒng)來控制協(xié)調(diào)各種試驗流程的試驗設(shè)備。靈活的操作面板提供了用于配置硬件設(shè)備的工具、 用于執(zhí)行加載程序的編輯器以及分析、仿真和數(shù)據(jù)存儲功能。

該軟件支持試驗環(huán)境的模塊化結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)靈活的配置，滿足用戶的特定要求。 該軟件的重要關(guān)鍵特性是，用戶可以通過圖形界面使用結(jié)構(gòu)化的 Windows 操作簡單而自由地編寫標準或復(fù)雜的試驗序列。

Geosys 軟件擁有強大的功能，它 不僅與我們的產(chǎn)品兼容，而且還可 以與其他制造商的硬件一起使用， 為類似或更高標準的硬件提供數(shù)據(jù) 采集和試驗控制。

產(chǎn)品特點

▍ 滿足所有試驗需求的試驗平臺，無論是土力學(xué)、瀝青、巖石還是其他的動態(tài)和靜態(tài)試驗

▍ 控制和數(shù)據(jù)采集軟件

▍ 同步所有動態(tài)作動器

▍ 自由可編程的試驗序列控制和公式編輯器（升級版）

▍ 使用真正的并行配置通道對每個通道進行完整的實時數(shù)據(jù)采集和閉環(huán)控制

▍ 靈活且用戶友好

▍ 支持同類廠商功能 ASCII 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換選項

▍ PID 參數(shù)的設(shè)置（參數(shù)優(yōu)化或調(diào)整取決于材料）

▍ 易于管理的用戶角色（系統(tǒng)管理員、服務(wù)人員、試驗開發(fā)人員、實驗員）——減少出錯的可能性

▍ 獨立于操作系統(tǒng)平臺的軟件，例如適用于 WINDOWS、LINUX 或 MAC OSX 等

▍ 用戶可以通過圖形界面使用結(jié)構(gòu)化的 Windows 操作，簡單而自由地編程標準或復(fù)雜的試驗序列

▍ 適用于多達任意數(shù)量的同步且獨立的實時、閉環(huán)控制通道、機器或試驗設(shè)備，例如軸向載荷、圍壓、孔隙水壓、孔隙氣壓等

▍ 硬件組件的管理，自定義測量值計算

▍ 語言：英語、德語、俄語、中文、波蘭語等

三軸試驗?zāi)K (動靜態(tài))

GEOsys 專為閉環(huán)控制靜態(tài)和動態(tài)試驗而設(shè)計，適用于材料試驗中所有試驗應(yīng)用，例如應(yīng)力控制、應(yīng)變控制、所有應(yīng)力路 徑、任何類型的波形，如正弦、矩形、三角形和用戶定義波形。 控制和數(shù)據(jù)采集軟件，還具有不同的模塊，可根據(jù) ASTM 或 BS 或其他標準運行試驗。請注意，下面列出的某些試驗需 要額外的可選硬件。我們根據(jù)客戶的需求，一個或多個軟件模塊將與主軟件一起交付，例如：

● 數(shù)據(jù)采集、處理和設(shè)備管理 (DPD) 模塊

● 飽和試驗?zāi)K

● B 值檢測模塊

● 固結(jié)模塊（各向同性或各向異性）

● 滲透性試驗?zāi)K

● 應(yīng)力路徑模塊：線性應(yīng)力路徑 p、q 或 s、t 方法

● 靜態(tài)剪切模塊： UU：不固結(jié)不排水三軸試驗（總應(yīng)力試驗） CU：固結(jié)不排水三軸試驗，測量孔壓（有效應(yīng)力試驗） CD：固結(jié)排水三軸試驗，測量孔壓（有效應(yīng)力試驗）

● 非飽和試驗?zāi)K

● K0 試驗?zāi)K

● 拉伸試驗?zāi)K

● 動態(tài)剪切模塊：

● 高級加載模塊

● 彈性模量試驗?zāi)K

● 溫控三軸試驗  凍融試驗  溫度梯度試驗

● 動態(tài)圍壓 / 反壓模塊

可選升級項

▍ 凍土雙軸試驗系統(tǒng)：我們提供多種不同類型和尺寸的雙軸試驗夾具。能夠模擬真實 平面應(yīng)變條件下直接試驗。在這個特殊的試驗中，可以更準確 地評估強度參數(shù)和剪切帶現(xiàn)象。 可提供不同結(jié)構(gòu)類型和試樣尺寸。圖為專為平面應(yīng)變試驗中的 非飽和土試驗而設(shè)計的特殊型號。

▍ 動態(tài)圍壓、反壓系統(tǒng)：動態(tài)體積壓力控制器是一種高精度的電機或伺服液壓閉環(huán) 控制壓力系統(tǒng)，可調(diào)節(jié)動態(tài)壓力并為不同試驗。例如動態(tài)三軸 試驗系統(tǒng)的圍壓或反壓。 它還可以用于消除使用不帶壓力補償系統(tǒng)的三軸室，圍壓在動 態(tài)試驗中產(chǎn)生的波動。 這種精密注射泵可以施加高達 4000 kPa 的壓力，體積變化控 制高達 1000 ml，頻率范圍高達 10 Hz。主軟件部分模塊也相 應(yīng)升級為支持動態(tài)圍壓或反壓，實現(xiàn)全部功能。

▍ 三軸室升降系統(tǒng)：該系統(tǒng)可以在工廠完成升級，升降系統(tǒng)能夠加快了試驗準備過 程。無需搬動很重的三軸室，確保人員安全的同時，還減少了 試驗所需的時間。

▍ 非飽和土試驗系統(tǒng)：通過額外增加軟硬件，系統(tǒng)可以升級為非飽和試驗系統(tǒng)。根據(jù) 試樣尺寸和所選試驗方法的差異，附件會有所不同。 一般需要增加陶土板、氣壓控制器 (APC)、非飽和土軟件試驗 模塊等。

▍ 內(nèi)置局部應(yīng)變測量系統(tǒng)：三軸試驗系統(tǒng)，根據(jù)需求可以安裝內(nèi)置傳感器來測量載荷、軸 向變形和徑向變形。 這種升級有助于在試驗過程中獲得更高的準確度和更精確的測 量。例如，強烈建議使用圓周測量組件進行 K0 試驗。

▍ 彎曲元試驗系統(tǒng)：三軸試驗系統(tǒng)能夠簡單地添加彎曲元并通過其附加附件進行彎 曲元件試驗。 彎曲元壓電元件可以安裝在試樣的上帽和底座中，用于進行彎 曲元或壓縮波速度試驗。三軸室最初設(shè)計為可以安裝壓電元件， 無需對三軸室進行任何額外改造升級。 適用于 35mm 至 150mm 的任何試樣，可更換的彎曲元件組 件不僅可用于三軸試驗系統(tǒng)，也可用于其他設(shè)備，例如共振柱 試驗系統(tǒng)、固結(jié)三軸室、單調(diào)剪切或標準剪切裝置等。 彎曲元組件，可用于在不同方向上進行 S 波和 P 波試驗，水 平和垂直方向兼可。

▍ 無氣水生產(chǎn)裝置：緊湊的無氣水生產(chǎn)裝置能夠提供氣體含量極低的脫氣水， 根據(jù)不同試驗所需，標準容量從 20 升到 60 升不等。