非饱和土固结仪和直剪仪的研制及应用

微机控制非饱和土直剪仪使用说明书南京泰克奥科技有限公司2010年6月南京一概述TKA-2U型非饱和土直剪仪主要通过控制土样内的孔隙水压力与孔隙气压力从而对不同饱和度的土样进行直剪试验。

该系统可在计算机控制下进行标准直剪试验、循环剪切试验以及高级非饱和剪切试验。

适用于高等院校进行土力学试验研究。

该仪器采用步进电机作为驱动源，剪切速率无级调速，具有快速退回、快速前进的功能。

二技术参数● 标准试间尺寸：直径61.8mm×20mm或者75mm×75mm（可根据要求提供可选尺寸）；● 位移范围：轴向±25mm 剪切±50mm；● 位移精度：0.1%F.S；● 荷重传感器：0-5kN，0.3%F.S；●微机控制吸力：0-1Ma，精度1-2kPa；● 剪切速率：0.001-4.8mm/min；● 全自动控制与采集处理，提高效率。

三使用条件工作环境：交流电源，电压２２０Ｖ±２０Ｖ；频率５０Ｈz±５Ｈz。

专用接地线，无强电磁干扰。

工作温度：０℃～４５℃，相对湿度小于８５％条件下可以使用。

四仪器操作1、试验准备工作1.1 试样准备工作使用制样器，制作一块方形土样，然后放到真空缸中抽气饱和。

将饱和后土样放入剪切盒中。

1.2 非饱和土直剪仪准备工作连接直剪仪所有控制线路和管路，将荷重传感器和位移传感器连接到直剪仪。

1.3 制备无气水制备无气水，讲所有管路充满无气水。

2 气压力控制器通电后，等待几秒钟后，将进入系统界面；按“Run”，压力值将闪烁，按数字键，输入相应值（kPa），并按“Enter”，气压力控制器输出相应气压力。

“Unloading”-快速卸载压力注意事项：2.1 空压机必须提供洁净的气压源，气压力控制器安装油雾分离器。

2.2 控制器输出值小于气压接入值100kPa。

3 剪切控制器控制器液晶显示剪切速率（mm/min）,荷重传感器值（kN）以及竖向位移量（mm）“Fast Moving”—快速前进“Speed”—控制剪切速率4 竖向加载系统通过加载杆以及砝码加载。

非饱和原状黄土的固结特性及试验方法研究的开题报告一、研究背景非饱和原状黄土是一种常见的土工材料，在水利、交通、建筑等领域广泛应用。

然而，由于黄土普遍具有较强的非线性、渗透性和膨胀性等特点，其固结特性研究较为复杂，且难以准确预测。

因此，对非饱和原状黄土固结特性的深入研究具有重要的实际意义。

二、研究目的本研究旨在通过对非饱和原状黄土固结特性的试验研究，揭示其固结机理和规律，建立非饱和原状黄土固结特性的试验方法，为深入开展非饱和土体工程问题研究提供支持。

三、研究内容和步骤1. 文献综述：对非饱和土体的固结特性相关理论研究进行全面梳理，包括非饱和黄土的力学性质、渗透性质、膨胀性特征、固结规律等方面。

2. 试验方案设计：制定非饱和原状黄土固结试验的详细方案，包括试验样品制备方法、试验装置设计、试验参数选择等方面。

3. 试验数据分析：开展非饱和原状黄土固结试验，获取试验数据，对试验结果进行分析和处理。

4. 参数拟合及模型建立：根据试验结果，采用适当的数学模型对非饱和原状黄土固结特性进行拟合和建模，预测非饱和土体固结规律和特性。

5. 结果分析和讨论：对试验结果和模型拟合结果进行深入分析和讨论，验证所建立的非饱和原状黄土固结特性试验方法的可靠性和实用性。

四、研究预期结果1. 获得非饱和原状黄土固结特性的详细数据；2. 研究非饱和原状黄土固结的规律和机理，提高对非饱和土体工程问题的认识；3. 建立非饱和原状黄土固结的试验方法，为深入实践提供技术支持。

五、研究意义1. 深入掌握非饱和原状黄土固结特性的规律和机理；2. 提高对非饱和土体工程问题的认识和理解；3. 建立非饱和原状黄土固结特性的试验方法，为工程实践提供技术支持。

土工大直剪仪的开发及应用研究的开题报告一、课题背景及意义土工布在土工工程中起到了十分重要的作用，其受力和破坏特性的研究一直是土工领域研究的热点之一。

土工大直剪仪是一种用于评价土工布在剪切过程中的受力性能的重要仪器。

它可以通过对土工布在剪切过程中的变形、应变、强度等性能进行实验研究，从而为土工布在土工工程中的应用提供重要参考依据。

目前，国内的土工大直剪仪研究和开发相对滞后，相关研究成果还比较薄弱。

因此，开发和完善土工大直剪仪，能够满足土工工程领域对土工布剪切性能测试的需求，对提高我国土工工程的实用性和安全性具有重要意义。

二、研究内容和方法本研究将基于前期的文献调研和对已有土工大直剪仪的分析，开发一种新型的土工大直剪仪，其主要设计和改进内容包括：1. 采用先进的传感器技术，增强测试数据准确性和稳定性；2. 优化剪切力传递系统，提高土工大直剪仪的可靠性和工作效率；3. 改善土工大直剪仪的操作界面，简化操作流程，提高用户体验。

研究方法主要包括理论分析和实验验证。

理论分析主要针对土工布的剪切特性和土工大直剪仪的工作原理进行分析和计算，实验验证则通过对不同类型、不同规格的土工布进行剪切实验，获得其受力和破坏特性，以此来验证土工大直剪仪的测试准确性和稳定性。

三、预期成果及应用价值本研究通过开发和应用土工大直剪仪，能够获得土工布在剪切过程中的重要性质，如变形、应变和强度等，为土工工程提供可靠的实验依据和测试手段，具有以下预期成果和应用价值：1. 增强土工工程的可行性和可靠性，为土工工程提供重要基础数据；2. 提高土工布在土工工程中的应用效率和安全性；3. 推动土工工程领域技术进步和创新。

四、研究进度安排1. 第一阶段：文献调研和土工大直剪仪现有市场情况调查（完成时间：4周）；2. 第二阶段：土工大直剪仪的设计与制造（完成时间：12周）；3. 第三阶段：对不同类型、不同规格的土工布进行剪切实验，验证土工大直剪仪的测试准确性和稳定性（完成时间：16周）；4. 第四阶段：数据分析和应用价值研究（完成时间：8周）。

石家庄铁道大学研究生课程论文培养单位土木工程学院学科专业建筑与土木工程课程名称非饱和土力学任课教师考试日期 2015.1.15学生姓名学号研究生学院非饱和土固结实验报告一、非饱和土固结试验工程意义土体的压缩变形特性决定了地基沉降量的大小和固结时间的长短, 尤其是非饱和土体的压缩变形特性是目前工程界关注的焦点。

在荷载作用下，土体中产生超孔隙水压力，在排水条件下，随着时间发展，土中水被排出，超孔隙水压力逐渐消散，土体中有效应力逐渐增大，直至超孔隙水压力完全消散，这一过程称为固结。

饱和土的固结可视为孔隙水压力的消散和土骨架有效应力相应增长的过程。

非饱和土的孔隙中同时含有气体和水，固结过程中，土中水和气会发生相互作用，非饱和土要涉及两种介质的渗透性，而且非饱和土的渗透性受土的结构性影响相当显著。

这些使非饱和土的固结过程非常复杂。

由于土体内部结构复杂, 使得非饱和土体在固结变形特性上与饱和土体存在巨大差异, 同时也导致非饱和土地基在设计和施工中存在大量不确定因素。

因此掌握非饱和土体的固结变形机理, 并且有针对性的对地基沉降加以控制是目前极待解决的问题。

二、实验方案通过一维固结试验，利用实验数据整理出在分级施加垂直压力p下试件的竖向变形s与时间t的s-t曲线、试件排水v与时间t的v-t曲线以及e-p曲线，研究非饱和重塑粉质粘土在饱和度Sr=0.569下的压缩变形特性。

1.土样本实验使用重塑非饱和粉质粘土，土的压实度DC=0.9 、含水率w=12%、土粒比重Gs=2.72、最大干密度pdmax=1.92g/com，实验中的试件尺寸为Ф61.8mm×H20mm，总质量m=116.04g，其中固体颗粒质量ms=103.6g2. 实验设备本实验采用的非饱和土固结仪（如图1-1所示）由中国人民解放军后勤工程学院、电力部电力自动化院大坝所、江苏省溧阳市永昌工程实验仪器有限公司联合研制生产。

其主要结构有:2.1 压缩部件：由压缩容器、压力室座、导环、陶土板、透水板、加压帽表杆支座等组成，承放土样用。

先进的非饱和土试验系统介绍张希巍(欧美大地，广东 广州 510030)摘要：非饱和土力学研究受仪器制造水平的影响,目前国内外研究的成果远不如饱和土研究成果丰富。

本文介绍了目前国内外非饱和土试验系统的研制和应用现状，着重介绍GDS先进的非饱和土试验系统，包括非饱和土应力路径三轴系统和非饱和土直剪系统。

该系统是目前商业化程度最高的先进的非饱和土试验系统，在吸力控制、体变测量、自动化程度等方面都是绝对领先其它仪器厂商的。

在全球拥有400多个客户，在中国拥有40多个不同系统的客户，其中非饱和土系统有接近25个。

关键词：GDS系统；非饱和土系统；吸力；体变Advanced unsaturated soil test system introductionZHANG Xi-wei,(EPC, Guangzhou 510030, China)Abstract:The developed test apparatus for unsaturated soil was influenced by fabrication technology, the test result is not rich as the theory aspect at home and abroad. The research and application were introducted at current in this paper, especially the GDS the advanced unsaturated soil system, include unsaturated soil triaxial stress path system and direct shear system. It is the highest level of commercialized in the world, whilst the suction control, measuring for volume change, automatization are also representational and one-up other manufactures. There are more than forty clients use all kinds of GDS system, nearly twenty five unsaturated soil test system in China.Key words:GDS system; unsaturated soil; suction; volume change0 引 言究竟什么是非饱和土试验？有人认为只要试样是非饱和的，在三轴仪上进行的试验就是非饱和土试验；也有人认为非饱和的试样在剪切的时候控制水气不排出试样，就是非饱和土试验。