一、簡介
本機由回型框架式主機和水平移動機構、兩剛一柔娿壓力室、電液伺服加載系統(伺服油源及伺服作動器)、溫控系統、功能性裝置、電氣拖動系統、測量控制系統、計算機控制和數據處理系統等部分組成,微機與多通道閉環測控儀相聯,可對整個過程實行全自動控制。主要用于深部高圍高溫下多場耦合下巖石的力學性能、滲流與滲透性能分析,可升級增加模擬溫度-應力耦合、聲發射和滲透試驗的接口。
二、功能:
1.可進行巖石單軸剛性壓縮及全應力應變試驗,尺寸Φ50x100mm及Φ75x150mm試樣;
2.可進行巖石直剪試驗,繪制剪應力與剪切位移曲線.試件尺寸100x100x100mm;
3.真三軸復合應力、位移、應變進行復合路徑切換加載,真三軸全加卸載實驗、應力應變曲線實驗;繪制三軸應力路徑曲線。試件尺寸50x50x100mm,可以100x100x100mm;
4.擴展兩剛一柔真三軸應力狀態下滲流試驗,試件尺寸100mm3;
5.高壓真三軸滲流實驗以及裂隙滲流試驗;
6.真三軸高溫耦合試驗,試件尺寸100mm3;
7.高溫高壓真三軸滲流實驗;
8.可進行多場耦合下巖石真三軸聲波發射法應力分析。
9.三向剛性加載試驗
依托的標準:
《試驗機通用技術要求GB/T2611-2007》
《拉力、壓力和試驗機(檢定規程)JJG 139-2014》
《水利水電工程巖石試驗規程SL/T264-2020》
《公路工程巖石試驗規程JTG E41-2018》
《工程巖體實驗方法標準GB/T50266-2013》
《鐵路工程巖石實驗規程TB101115-2014》
結構原理圖如下所示
三、技術參數
1.主機剛度≥10MN/mm;
2.X向油缸水平壓力 5000kN, 2只。
3.Y向油缸水平壓力5000KN 2只。
3.Z向油缸垂直壓力 5000kN, 2只。
4.Y向最小主應力壓力 140Mpa, 1只。
5.溫度:可達200攝氏度;
6.試件幾何中心與荷載中心偏差:0.10mm;
7.響應時間:30ms.
8.預留聲發射和高速攝像機安裝位置。
9.控制器(德國多利EDC i20)
控制器獨立與PC電腦運行(非PCI板卡PC總線),控制器具有四核CPU,時鐘頻率1.6GHz;內存4GB;16GB存儲;1個高速USB2.0接口;2個以太網1Gbit通訊速率自適應RJ45網絡接口; 2個串口連接(1個RS485和1個RS232,能與PC或其它輔助控制儀器進行通訊)。控制器能直接外接U盤,能將數據直接存儲在控制器外接U盤設備中;同時數據也能同時存儲在電腦PC中。數據雙重保險,防止電腦死機后,數據的丟失,從而保證數據的完整性和安全性。控制器必須具備下列國際安全性與環境安全標準:IEC,UL,EN,CSA。
5個獨立的伺服PID運動控制通道、1個溫度控制通道、2個流體壓力/體積控制通道;閉環伺服PID控制算法前饋超調微小運動控制算法;可對載荷、位移或變形進行精確控制和無沖擊相互切換。控制器可實現試驗過程中配置任意調用油缸進行組合加載試驗。力、變形采集卡具24位AD分辨率,位移采用10MHz帶寬數字卡進行采集;采樣速率不低于閉環速率。配置手控面板,可對6只作動器進行手動操作,同1個油缸具有兩檔速度可調。
10.磁致位移傳感器行程不小于150mm,分辨率0.0005mm;SSI信號輸出,數據更新速率3KHZ以上;線性度0.01%FS,重復性0.001%FS;數量6只。
11.進口品牌LVDT引伸計(美國Meas公司),量程±2.5mm;分辨率0.0001mm;精度0.25%FS;能耐120MPa油壓,溫度150°C環境下使用,數量3只;
12.式伺服油源:不銹鋼油箱、伺服電機油泵機組,進口美國MOOG直動式驅動伺服閥,流量40L/min (7MPa壓差),精度0.1%;滿開口響應時間小于等于15m/s; 數量6只;進口低噪音內嚙合齒輪油泵,油源流量不低于100L/min, 油源壓力23MPa,帶油源自冷卻循環系統。
13.計算機控制和處理軟件
▲電腦: 臺式電腦cpu i7,8G內存,1T+128G SSD硬盤23寸液晶顯示器、鍵盤、鼠標配套;WIN10 操作系統提供WIN10操作系統下操作應用軟件一套。
▲ 軟件具有自定義程序功能,一個試驗可配置任意幾只油缸組合試驗,每一個加載方向均可實現復雜變速率和變目標量路徑加載(如開始力,最后切換成位移等),同時每個階段的數據采樣率均可任意設置。可對力,位移,應變或全部進行清零功能。
▲軟件可任意編輯選擇1~30路數據通道顯示和保存,可實現30路信號5KHZ速率采集和保存數據。
▲所有曲線均可在一個框圖中顯示,一個框圖最多可顯示6條曲線,其中每1條曲線可任意切換組合成時間,應力,位移,應變的曲線,一個框圖可實現3個X軸Y軸,以便匹配不同的目標量。試驗完成后,可調用以往數據進行歷史數據查看功能。軟件中設定設備保護極限值,防止設備系統載荷,位移,變形超限造成設備損壞。
硬件上有安全保護系統,保證實驗人員及附屬測試設備安全。