飽和與非飽和土三軸儀（標準型） HC-UTS

一、產品型號：飽和與非飽和土測試系統HC-UTS

二、產品功能

飽和與非飽和土三軸測試系統是采用土樣全表面變形數字圖像測量系統的功能完善的土工三軸測試系統。該系統可完成飽和土、非飽和土的三軸壓縮試驗，既包含了飽和土三軸測試的全部功能（包括常用的UU/CU/CD、等向固結試驗以及更高級的循環加卸載試驗、KO試驗和應力路徑等試驗。）同時增加了土水特性曲線測量、控制基質吸力的非飽和土三軸試驗、常含水量非飽和土三軸試驗，以及應力狀態變量組合的非飽和土三軸試驗功能，是室內土工三軸試驗的必備儀器。

三、系統組成

?該儀器由壓力室、一套軸向力橫梁加載裝置、兩套獨立的體積壓強控制器、傳感器及一套控制與采集系統等組成。

?軸向力加載裝置，通過伺服電機驅動雙絲杠旋轉，帶動橫梁及與橫梁連接的加載桿上下往復運動，實現軸向力的加卸載操作。

?體積壓強控制器由步進電機帶動滾珠絲杠轉動推動絲杠螺母，絲杠螺母通過長桿和壓力缸中的活塞相連，推動活塞動作，實現控制壓力缸及與之相連的壓力室中的流體壓強的功能，通過電機運動行程和缸體截面積可計算流體體積變化。

?雙量程（可選）高精度傳感器對試驗過程中的流體壓強、載荷信息及位移變化進行測量采集并反饋至控制系統。

?配備自主研發的試樣全表面變形數字圖像測量系統，通過跟蹤識別乳膠膜表面標記點實現試樣表面變形（應變）場測量，應變測量精度可達10^-5，可以克服與傳統變形測量方法存在的不能直接測量非飽和土體積變形、難以測量局部變形、端部約束、膜嵌入等問題，并且可以直觀觀察試樣變形形態。

四、功能特點

步進/伺服電機驅動雙絲杠橫梁移動加載；變形速率/位移/應力控制加載模式；軸壓和圍壓獨立分級控制；內置體積壓強控制器控制壓強；串聯軸向力傳感器（內置小量程，外置大量程）；壓力室自動給排水；土樣變形數字圖像測量系統；同時配備量水管和壓強傳感器測量體積變形；試樣底座可更換；可選配閥門自動控制；可以升級高圍壓、溫控、非飽和土試驗功能；Excel格式數據輸出和后處理。

五、技術參數

六、試驗模塊

——固結試驗模塊：恒圍壓偏應力固結試驗、等向固結試驗、分級加載固結試驗

——常規剪切模塊：不固結不排水剪切試驗（UU）、固結不排水剪切試驗（CU）、固結排水剪切試驗（CD）

——選配試驗模塊：分級加載壓縮試驗、恒圍壓的軸向力加卸載試驗、恒軸向力的圍壓加卸載試驗、應力路徑試驗、K0固結試驗、K0固結不排水壓縮試驗、K0固結排水壓縮試驗、蠕變試驗

七、可定制功能

——非飽和土試驗：試驗底座增設陶土板，增設排水天平及補償天平，增加非飽和土試驗模塊

——滲透試驗：全自動高精度瞬態測量滲透試驗，無需人工讀數，實時動態測量滲透系數

八、采集軟件及后處理軟件

采集軟件

與圖像測量技術相融合，可實現UU、CU、CD、等向固結、B-檢測、反壓飽和、載荷控制試驗、圍壓低頻循環試驗、軸壓低頻循環試驗、K0 試驗、應力路徑試驗及三軸蠕變等飽和土試驗，還可實現基質吸力控制、土水特性曲線及分級控制應力狀態變量等非飽和土試驗 。實現試驗模塊的智能控制，可實時顯示試樣的變形狀態。

采集軟件界面

后處理軟件

主要功能：后處理軟件的主要功能是對基于角點識別的試樣變形數字圖像測量系統輸出數據進行處理和計算，得到試樣全表面變形和局部點應變場，同時可以根據用戶需要繪制偏應力-軸向應變、偏應力-徑向應變、徑向應變-軸向應變、體積應變-軸向應變、軸向應力-圍壓、孔隙水壓強-軸向應變、軸向應變/徑向應變-時間、孔隙水壓強-時間、偏應力-時間、圍壓-時間、軸向應變/徑向應變/體積應變-偏應力的關系曲線。

試驗輸出：對基于角點識別的試樣變形數字圖像測量采集軟件的輸出進行一系列變換；包括特征點坐標數據進行平滑修正、鏡面轉換、邊緣點識別、原始像素當量的確定及變形過程修正、柱坐標展開為平面坐標、圖像拼接等；同時引入有限單元法，通過試樣表面離散的有限個單元的節點位移信息，構建試樣局部或全表面的應變場。軟件能輸出包括試驗基本信息、測量時間、軸向力、圍壓、豎向應變、橫向應變、體積應變等信息，并以數據文件的形式保存。

后處理軟件界面

九、授權發明專利

三軸試樣全表面變形場圖像測量后處理軟件1.0

基于角點識別的數字圖像測量系統數據采集軟件1.0

一種整體-局部相結合的試樣變形測量裝置及方法

基于亞像素角點識別的試樣表面變形數據圖像測量裝置及方法

高精度多量程的串聯結構力傳感器組

一種相機陣列測量局部變形的方法

一種串聯式傳感器及測量 方法

高精度多量程的串聯結構力傳感器組  

一種數字圖像測量系統的綜合誤差修正方法