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室内岩土试验
用于地震试验的GDS仪器
发布时间:2023-11-03 浏览次数:10420 来源:亚洲必赢国际437app


美国地质调查局2014年曾公布一项调查结果,即根据长期记录的统计数据,预计在任何一年都会发生大约17次大地震(7.0级至7.9级)和一次8.0级或以上的大地震。尽管世界各地安装的地震台站数量快速增长,每年都有更多的地震情况被记录,但这一数据一直保持得相当稳定。

地震对基础设施造成的破坏程度有很大差异,差异的程度取决于地震的位置、受影响土层的力学特性、地下水位的深度以及地震的强度和持续时间。例如,软土的沉积会导致地表震动的放大,而松散颗粒材料的收缩趋势会导致土壤液化和不均匀沉降。这种反应也可能影响电力和水等生命线,同时对基础设施造成更明显的破坏。 

了解土壤在地震中的行为特性可以帮助工程师提高未来基础设施设计的弹性。亚洲必赢国际437app代理的GDS试验仪器开发了一系列设备来模拟这些荷载条件,并提供了在易受地震影响地区开发基础和结构设计解决方案所需的知识:系列动态装置,使研究人员能够对混凝土、钢和复合材料等建筑材料进行模拟地震力的动态加载条件测试。这些试验提供了对地震诱导应力下材料特性、变形特征和破坏模式的深入了解。在实验室中提供液化研究的仪器,用于研究地震期间土壤对液化的敏感性。研究人员模拟循环荷载条件,研究土壤强度的损失和由此产生的地面变形。这些信息对于基础设计和减轻液化相关风险至关重要。




地震试验的试验标准

ASTM D-3999:用三轴仪测定土壤的杨氏模量和滞回阻尼系数。这些参数对于在地震荷载作用下进行土壤沉积物的动力响应分析是不可或缺的。
ASTM D-4015:通过共振柱测定土壤的剪切模量和阻尼系数(在1 x 10-6及以上的小剪切应变范围内工作)。这些参数对于在地震荷载作用下进行土壤沉积物的动力响应分析是不可或缺的。
ASTM D-5311:通过三轴仪测定土壤的不排水循环强度。该参数用于评估土壤沉积物抵抗地震荷载引起的剪切应力的能力。
JGS 0541:用三轴仪测定饱和土的排水抗剪强度参数,即有效应力。这些参数,即有效内摩擦角和粘聚力,被用作隧道稳定性评估计算的一部分。
JGS 0542:用三轴仪测定土壤的杨氏模量和滞回阻尼系数。这些参数对于在地震荷载作用下进行土壤沉积物的动力响应分析是不可或缺的。

地震试验仪器


ELDYN – 标准型动三轴试验系统



ELDYN动三轴是GDS设备中经济的动态测试系统,它基于一个高刚度的轴向加载架和横梁上安装的电机作动器。ELDYN设计用来满足检测行业岩土实验室的低成本系统需求,但仍然能够满足客户期望的GDS应有的高标准。ELDYN允许圆柱形试样在应用单调或循环加载阶段之前进行饱和固结,以接近现场地面条件,后者模拟地震震动引起的应力条件。

DYNTTS – 伺服电机控制的动三轴试验系统


高级动态三轴测试系统(DYNTTS)是一款高端测试设备,它将三轴压力室与动态作动器相结合,能够在高达10Hz的频率下施加循环载荷、变形和应力。压力室本身由容纳电机驱动器的一体式基座单元螺旋驱动。轴向载荷和变形通过压力室的底座施加。该系统可以与动态压力室压力作动器相结合,使得压力室压力也可以动态施加直到系统的设计频率。DYNTTS允许一个易于制备的圆柱形试样在应用单调或循环加载阶段之前进行饱和和固结试验,以接近现场地面条件,后者模拟地震震动引起的应力条件。注意,当使用DYNTTS时,用户定义的循环加载模式也可以应用于试样。

GDSTTA – 真三轴测试系统


真三轴GDSTTA具有与传统三轴仪不同的决定性特征,所有三个主应力都可以独立控制,传统三轴系统中仅能控制两个。这允许执行更宽范围的复杂应力路径。这种动态循环系统由先进的机电作动器或可选的液压作动器提供动力,是一种极其复杂的研究工具。垂直轴和一个水平轴通过动态作动器(轴1和2)加载,通过压力室压力为第二个水平轴(轴3)提供应力控制。总之,GDSTTA可用于将各种应力路径应用于土样,包括静态和动态,从而能够评估地震荷载下的土壤响应。


HCA – 空心圆柱试验系统


除了轴向载荷和变形外,空心圆柱试验装置(HCA)还允许在高达5Hz的频率下,将旋转位移和扭矩循环施加到土壤的空心圆柱体试样上。使用该装置可以控制三个主应力的大小和方向,该系统还可以与两个动态压力室压力作动器相结合,以使得能够动态施加外部和内部压力室压力。可以使用提供的制备试剂盒制备粘性和颗粒状试样。注意,当使用HCA时,用户定义的循环载荷模式也可以应用于试样。


RCA – 共振柱试验系统

共振柱装置(RCA)用于获得中小剪切应变范围(<1%)内的剪切模量、杨氏模量和阻尼系数。这是通过使用电磁驱动系统实现的,该系统对饱和和固结的圆柱形土壤样本施加高频(15–300 Hz)扭转或弯曲循环载荷。注意,该系统也可以升级为在2 Hz及以下的频率范围内进行扭转剪切试验,从而观察到全剪切应力-应变行为。从共振柱装置获得的参数允许进行动态响应分析,例如使用有限元和非线性分析方法的分析,从而能够评估地震震动期间土壤沉积物的响应。


EMDCSS – 伺服电机控制的动单剪系统


GDS电机控制的动单剪系统(EMDCSS)是进行动单剪试验的主要设备,它不仅可以进行小应变(0.005%剪应变幅值)到大应变(10%剪应变幅值)的动态循环试验,还可以进行非常精确的准静态测试。易于制备的试样受到主应力旋转,可以反应现场观察到的许多土壤响应。注意,当使用EMDCSS时,用户定义的循环载荷模式,如地震震动期间记录的加速度时程,也可以应用于试样。


DYNBPS – 动态反压剪切仪


动态反压剪切系统DYNBPS用于控制孔隙压力的土壤试样的静态和动态直接剪切试验。在直接剪切测试期间对孔隙压力的控制允许在实验室中对真实世界的情况进行建模。该装置的这种动态版本允许对滑坡进行建模,因为它在破坏的初始时刻后迅速获得速度,或者观察地震引起的循环应力下发生的破坏。注意,循环直接剪切试验是可能的,同时仍然控制和测量孔隙压力。


VDDCSS – 可变方向循环单剪仪


可变方向循环动单剪(VDDCSS)使简单剪切能够在两个方向上施加,而不是标准的单一方向。这是通过使用与主剪切作动器成90度作用的副剪切作动器来实现的。当用作可变方向系统时,可以独立于主剪切轴施加次剪切轴荷载和位移。这允许在任何水平方向上进行简单的剪切试验,近似于在地震等事件中现场观察到的复杂荷载模式。


HARRCA – 哈丁共振柱装置


哈丁共振柱是一种允许在保持各向异性载荷的同时在共振中测试试样的系统。这是通过一个细长的薄壁加载柱通过驱动系统到达顶盖来实现的。GDS Hardin型振荡器包含一个电磁驱动系统,该系统包含精密缠绕线圈和复合烧结钕铁硼(NdFeB)“稀土”磁体。该装置可以安装在具有整体轴向力作动器的独立系统中,或者作为集成到现有荷载框架中的压力室。HARRCA为土壤样本提供了G和D曲线,使在评估地震荷载期间的土壤沉积物响应时能够进行动态分析。


GDSAV – 声速传感器


声速传感器允许在岩石样本内测量P波和S波速度。换能器安装在底座和顶帽上,或者在某些情况下安装在试样的侧面。


DT-RTS – 动态三轴岩石测试系统


动态三轴岩石测试系统可以在20Hz及以下的动态频率下施加高达1.5MN的轴向载荷。使用伺服液压作动器系统实现动态加载。



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