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1土工试验Windows视窗版〖程序控制(全自动)三轴仪〗使用说明书十二年不断研究改进的技术成果集300家试验室应用的点滴经验Windows平台增强系统应用功能南京智龙科技开发有限公司2005年3月南京23.3三轴试验(含无侧限抗压强度试验)三轴试验采样程序用于常规三轴(UU、CU、CD)试验、无侧限压缩试验的数据采集,亦支持一个试样多级加载三轴试验的数据采集。本节还介绍使用程序控制三轴仪(全自动三轴仪)的过程控制和数据采集。同一土样的各试样试验的<土样编号>输入必须一致。3.3.1使用常规三轴仪三轴试验的采样过程,参见“三轴试验数据采集程序流程示意图”。33.3.1.1试验参数、动态显示、操作指令⑴试验参数的设置轴向应变──试验终点的最大应变,是控制采样设置的条件。程序的设置是,应力如出现峰值将再经3%的应变结束采样;否则按设置的应变结束采样。对于一个试样多级加载试验,应是各级应变量累加值。加菏级数──程序区别是否做一个试样多级加载试验的参数。正常试验设1,大于1的数表示是多级加载。一个试样最多可设6级。三轴试验数据采集打开三轴采样视窗输入试验参数程序流程示意图(无侧限压缩试验设围压为零其余同UU试验)n全自动?y检查或作饱和处理指令:开始试验设置自控参数指令:放弃试验(通道恢复空闲)加围压设置压力参数退荷(σ3)nB.95?y固结?设置主机速率yn记录初始孔压与量管读数轴压前仪器调试输入固结排水量排水固结、测孔压指令:开始剪切读数、关排水阀n固结度.95?yn多级剪?yn终止固结?y指令:结束固结设置轴向应变加密采样选定终点控制标准指令:修正零点或应变n曲线过零点?ynnd=5mm?n多级剪?yd=3mm?yy加下级围压按设定步长采样指令:开始剪切指令:倒车后退出现异常y指令:暂停剪切n数据存盘n试验终点?排除故障ynUU试验?多级剪?n继续试验?yyyn加下一级围压结束试验?y指令:放弃试验n压力稳定停机转入次级试验通道恢复空闲指令:开始剪切数据存盘系统待命程序控制下的试验是使用全自动三轴仪进行的。进入程序控制下的试验采集数据文件试验结束关机4稳定标准──为一个试样多级加载试验时设置,程序按设定的应力增量(N)来判断试验的终点。单个试样试验时,非零值表示不判断峰值,只按最大应变控制试验结束。固结排水──作CU、CD试验时固结排水体积。是程序计算固结后试样高度、面积的依据。高度变化──程序自动按固结排水体积进行计算,也可直接输入。采样步长──按采样100点(即:最大应变/100)计算的。用户可按需要设定,当空缺时程序按应变25%采100点计算步长(有时候欲使试验提前结束采样,可减小“轴向应变”或扩大“稳定值”来实现)视窗上的控制参数、主机控制、压力控制三项是对程序控制三轴仪操作时设置的。⑵仪器状态框内的动态显示:F──轴向压力(N)Pb──反压(kpa)Pc──围压(σ3)M──轴向位移传感器的绝对值ε──轴向应变(%)μ──孔隙水压力(kpa)G──加围压时表示初始孔隙水压力系数(B值);排水固结时表示固结度v──体积变化量(ml)v。──某些单位的特殊试验,σ3补给水量σ2──某些单位的特殊试验,土样的中主应力⑶操作指令(点击<仪器状态>框)的菜单:准备加压──专为全自动三轴仪设置的。令加压调压筒吸水、为加压做好准备。开始试验──令采样程序就绪。如果传感器初始状态不对,会有语音提示、不就绪。开始剪切──当通道与仪器电机连接时,启动电机施加轴向应变,对轴向压力采样。暂停剪切──采样暂停,用于扩展(轴位移)量程,或检查某种故障的临时措施。倒车后退──当通道与仪器电机连接时,启动电机反转。修正零点──配合屏下提示删除采样点数,平移(横、纵)坐标使曲线通过原点。修正应变──配合屏下提示删除采样点数,平移横坐标使曲线左移,不改变应力值。结束固结──孔压未完全消散、固结度未达95%,强制结束固结排水时选择此指令。结束试验──因某种原因须人为终止试验、又要使采集数据存盘时选择此指令。放弃试验──通道已就绪,因某种原因须重新开始,用此指令。此前的数据不存盘。恢复数据──因故使当前数据丢失后,此指令可有选择地恢复程序定时备份的数据。演示试验──启动程序,演示三轴试验采集的数据、曲线渐进的过程。3.3.1.2.数据采集中的操作⑴如果仪器钢环上的传感器显示直观(如百分表式),施加轴向应变前的调试可沿用手工操作的方法(经验)进行;否则采用动态调试:即开机前轴向不要接触太紧,以便应力应变曲线初始段的变化,能反映出轴向各部真正接触后的应力特征,选择修正零点、应变的办法,使曲线通过原点。⑵加密采样是指测试最初5mm(多级加载试验是首级的前3mm),50um采样一次,共采100点(多级加载是60点),然后按设置步长精简其间多余的数据。⑶如果系统的通道与三轴仪的电机相连,测试中轴向力的启、停,受程序控制。⑷试验过程中若轴位移传感器量程不够会有语音提示,选择‘暂停剪切’指令。调整传感器以扩大量程,再通过‘开始剪切’指令恢复轴压试验。⑸qu试验的操作过程和UU试验相同,设σ3为零;CD试验的操作过程和CU试验相同,只是剪切时打开排水阀、采样时多一个体积变化量(应变速率仍需人工调整)。5⑹一个试样多级加载试验,加次级围压时必须大于前级的大主应力,避免预应力的出现。此时请注意屏幕下的提示。每完成一次固结或轴压试验,数据自动存一次盘。具体技术要求参见试验规程(标准)。⑺对采样视窗里坐标图框内点击,可从弹出的菜单中选择要观察的曲线。如果一个土样同时在几台仪器上做试验,或先前已有采样数据,选择“同组显示”可在同一坐标系里对不同σ3的几条曲线比较,便于监控。3.3.2使用程序控制(全自动)三轴仪由本公司开发的程序控制(全自动)三轴仪(简称TSZ系列),引进了计算机技术、自动控制技术。在TSZ系统中,试验机、传感器类同于计算机的外部设备,试验过程受软件控制。只要更换容器、改换软件,仪器可以做其它试验,展现新一代土工仪器的特征。3.3.2.1.仪器简介试验机采用步进电机无级变速、加压,轴向力可用力传感器、亦可用钢环测量;由精密数字活塞组成的液压系统施加围压、反压,对固结排水、体积变化的测量,无须量管、传感器,可以分辨出1mm3的变化;管路系统的连接由进口的高压快速接头、高压电磁阀组成,耐压超过2Mpa;电路中的控制程序模块采用在线可升级芯片结构,全汉字液晶显示,操作方便。主要技术指标:轴向压力:10KN,30KN,60KN围压:2Mpa反压:2Mpa应变速率:0.0001—4.8mm/min交流电源:220V±20V频率50Hz±5Hz无强电磁干扰标准计算机、Windows操作系统、一个以上标准串行口、多媒体、音箱环境温度:10—40℃相对湿度小于85%性能有保证0—45℃相对湿度小于85%可以使用3.3.2.2.安装与调试把TSZ系统的试验机和压力控制器按放在牢固、平整的台面上,按全自动三轴仪使用说明书进行连接。系统控制的设置通过采样视窗,或仪器液晶屏幕的F1—F6六个功能键操作,功能键的作用由对应的汉字表示。⑴管路连接:a压力控制器上的围压输出端与压力室底座上的围压孔之间,压力控制器上的反压输出端与压力室底座上的排水孔之间,分别用高压尼龙管连接起来。由于尼龙管两端是快速接头,只要直接插入孔中即可。取出时,先将快速接头上的压环往里压,再将尼龙管拔出。b将储水瓶洗净装入经排气处理的蒸馏水或纯净水,加上盖。安放在压力控制器上或试验机旁,将出水管与压力控制器背面的水嘴相连。⑵电路连接:连接时请参看试验机背面的如下注释连接:a.电源插座:将电源线与220伏交流电插座相连。电源开关上红灯亮,表示电源接通。b.计算机:与计算机连接。c.力:与轴向力传感器连接。d.孔压:与孔压传感器连接。⑶排气处理:TSZ系统管路包括围压、反压调压筒、水泵、储水瓶、压力室、管路、阀门和接头等,试验时组成一封闭体系。初次使用或长期未用都要对管路做排气处理,以保证试验质量。选择“自检”菜单里的注水或排水键启动水泵,反复进行注水与排水操作,当看到排向储水瓶里的水无气泡为止。在此期间人不要离开,避免大量水溢出或水泵长时间工作。如果仪器长期不用时,要将压力控制器里的水全部排除;要经常更换储水瓶里的排气水,保持水质洁净、防止腐蚀性介质的污染,保护系统性能、延长使用寿命。⑷时间设置:按下设置键,在弹出的菜单上用<↑>键和<↓>键选择‘时间设定’按确定键。按选择键,在年、月、日、时、分、秒中,被选定的单位呈闪烁状,通过数字键输入。原先的选择键与设定6键,此时分别变成删除键与确定键。正确的数值按确定键,误输入的数值按删除键再重输。循序设置完成按开始键。正常运转的时间即使断电也不停止。⑸系数标定:标定的项目有压力(kpa)和位移(mm)。通过20点的多点标定,基本消除了传感器的非线性误差。象时间设置那样调出系数标定菜单,菜单上各项说明如下:通道──显示值是指当前通道。用选择键循环选择通道,每按一下通道号加1。如“01围压”表示当前是01通道,该通道连接围压传感器。量程──指当前通道所连接传感器的量程。用量程键设定传感器的量程。第点──显示标定过程中当前正在记录的点数,及该点的压力(或位移)值。标定点──设置标定的点数。一般设20点。当前值──传感器当前输出的数值,跟随传感器的变化显示会实时刷新。增益──指传感器信号的放大倍数,按增益键进行设定。为系统升级适应各类传感器提供扩展平台。系数标定步骤:a按选择键选择要标定的通道;b按增益键设置通道所连接传感器合适的增益;c按量程键设定传感器的量程。按下量程键后光标会在量程栏闪烁,原先的增益键和量程键变为删除键与确定键。用数字键输入量程值,按下确定键完成量程设置。d按标定键开始标定。液晶屏幕显示出“第0.0000点”,标定点栏显示“20”,菜单也发生变化。此时把压力(或位移)传感器的值设为“0”(或初始值),按一下记录键确定标定的起点;此时屏幕显示“第1点”,将压力(或位移)给出一个增量(量程的1/20),在按一下记录键确定第1点的标定值。余下类推,标定完20点后记录键将变成保存键。按下保存键,程序将自动计算出该通道传感器的实测值并加以保存。关于放弃键的使用。如上所述,每增加一个标定点,就给出一个量程1/20的增量。标定依据的标准量具,有时可能会出现缺少给出的增量所累计数值。此时可按一下放弃键放弃对该点的标定,继续标定后一点。并不影响标定结果和传感器的测量。以此推论,也可以将固定20点标定变为任选点数、或任选增量的标定;对于被证实线性满足要求的传感器,可以只标定一个零点,和任选一个增量的标定点来完成。关于加荷键和卸荷键的使用。对围(反)压力标定时,须在管路中并联标准压力计。标定时须通过调压筒把压力调整到选定的压力值,常常需要用加荷键和卸荷键的反复操作来达到;此外在对试验机的轴向力的标定时,加荷键和卸荷键的作用变成上升和下降。e几点提示:完成标定之后一定要按下保存键;标定过程出现操作错误,如果及时发现可按返回键,重新标定该点;亦可在20点标定结束出现保存键时,按下放弃键放弃保存,重新标定。不会影响已保存的标定记录;通道传感器重新标定时,不要改变量程、增益,尽量沿用出厂时的默认值。除非更换传感器;非专业人员请不要进行此项操作,避免出现错误导致系统不能正常工作;压力室的调试要求与常规三轴仪压力室相同。3.3.2.3.仪器使用说明⑴试验机试验键──打开电源、按下试验键后,屏幕上显示出仪器号、系统时间、仪器状态。孔压、轴压、位移中的数值,分别是各传感器当前的实测值。快升/停止──按快升键底座快速上升,此时快升变成停止。按下停止键后电机停止。快降/停止──按快降键底座快速下降,此时快降变成停止。按下停止键后电机停止。上升键、下降键的作用与快升键、快降键相同,只是按设定的速率运行。电机键──设置电机运行参数。按下此键屏幕显示出电机速率和当前位置两个窗口。分别显示当前设定的电机运行速率,和当前处于整个行程中的位置。此时按下设定键,光标会在电机速率窗口闪烁,原先的快升、快降
本文标题:三轴实验-1
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