動三軸儀是一種用于巖土工程、土木工程和地質(zhì)力學(xué)研究的關(guān)鍵實驗設(shè)備，主要用于模擬土壤或巖石在復(fù)雜應(yīng)力條件下的力學(xué)行為。其核心功能包括對動、靜軸向應(yīng)力、側(cè)向壓力、孔隙水壓力以及軸向加載程序的精確控制。
1.軸向應(yīng)力控制（動、靜載荷）：
靜態(tài)軸向應(yīng)力：通過施加恒定或緩慢變化的軸向力，模擬土壤在靜載（如建筑物地基、路基）下的壓縮或剪切特性。
動態(tài)軸向應(yīng)力：施加周期性或隨機波動的動載荷（如地震、交通振動），研究土壤的動態(tài)響應(yīng)（如液化、震陷）。
控制方式：可設(shè)置應(yīng)力幅值、頻率、波形（正弦波、三角波等）及加載時長。
2.側(cè)向壓力控制：
通過氣壓或液壓施加側(cè)向圍壓，模擬土壤在三維應(yīng)力狀態(tài)下的受力環(huán)境。
側(cè)向壓力可恒定或動態(tài)變化，用于模擬不同深度或復(fù)雜應(yīng)力路徑下的行為。
3.孔隙水壓力監(jiān)測與控制：
監(jiān)測：實時測量樣品孔隙水壓力，計算有效應(yīng)力，分析土壤的固結(jié)、液化或滲透特性。
控制：部分高*設(shè)備可主動調(diào)節(jié)孔隙水壓力，模擬飽和或非飽和條件。
4.軸向加載程序：
支持多種加載模式：
單調(diào)加載：恒定速率壓縮或拉伸，測試峰值強度和變形。
循環(huán)加載：模擬反復(fù)荷載（如波浪、地震），研究疲勞特性。
應(yīng)力/應(yīng)變控制：根據(jù)實驗需求切換控制模式（如應(yīng)變控制測試軟化特性）。
可編程實現(xiàn)復(fù)雜加載路徑（如先靜載后動載）。
二、動三軸儀的組成與原理
1.主要組件：
壓力室：容納圓柱形土樣，施加側(cè)向壓力（通常通過氣壓或液壓）。
軸向加載系統(tǒng)：通過電動或液壓作動器施加動態(tài)或靜態(tài)軸向力。
孔隙水壓力系統(tǒng)：連接基底或樣品頂部，監(jiān)測或控制孔隙水壓力。
傳感器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：
軸向位移傳感器（測量變形）。
孔壓傳感器（監(jiān)測孔隙水壓力）。
載荷傳感器（測量軸向力）。
數(shù)據(jù)采集儀（記錄應(yīng)力、應(yīng)變、孔壓隨時間的變化）。
2.工作原理：
將土樣（原狀土或重塑土）封裝在橡膠膜內(nèi)，放入壓力室。
施加側(cè)向壓力和軸向應(yīng)力，模擬三軸應(yīng)力狀態(tài)。
通過動態(tài)或靜態(tài)加載程序，觀察土樣的變形、強度和孔隙水壓力變化，分析其力學(xué)特性。
