輝固試驗室近年來大量引進了GDS共振柱RCA、動三軸試驗系統(tǒng)DYNTTS、動單剪試驗系統(tǒng)EMDCSS、自動三軸儀GDSTAS等土工試驗系統(tǒng)。下圖為輝固新加坡試驗室的共振柱RCA試驗系統(tǒng)。
Fugro Singapore RCA
什么是共振柱試驗? 共振柱試驗是根據(jù)共振柱原理在一個圓柱形試樣上進行振動,并借以測求試樣的動彈性模量及阻尼比等參數(shù)。它是一種無損試驗技術(shù),土樣在相對不破壞的情況下,接受來自一端的激振。因此,它表現(xiàn)在小應變的條件下進行試驗以及具有可逆性和重復性等。而動三軸試驗在低應變(小于10-4)下很難得出準確的結(jié)果。共振柱試驗是利用特制的裝置對一個圓柱形土樣進行激振,使之產(chǎn)生水平扭剪或垂直振動,并達到第一振型的共振。在此條件下,測求其共振頻率及振幅值,并根據(jù)彈性理論關系進一步計算剪切波速、剪切剛度(模量)及相應的剪應變幅值等。試樣的阻尼特性也可根據(jù)在此試樣中的自由振動衰減曲線或強迫振動共振曲線求算出來。 GDS RCA共振柱 GDS共振柱(GDSRCA)是一個真正固定自由的共振柱,其被束縛的固體或土樣的一端受到激勵,另一端被固定。GDS生產(chǎn)的共振柱可以完成2種尺寸的試樣,分別是直徑為50mm和70mm,也可以根據(jù)用戶需要定做??梢酝瓿傻脑囼灠ㄅまD(zhuǎn)、彎曲、阻尼比試驗和<2Hz的扭轉(zhuǎn)剪切試驗等,GDS共振柱采用一套軟件GDSRCA軟件來進行控制和操作。
RCA共振柱顯著特點:避免產(chǎn)生反電動勢 GDS共振柱有一個顯著的優(yōu)點就是避免反電動勢的產(chǎn)生。當執(zhí)行阻尼比試驗時,該設備設計成盡量減少設備的阻尼。自由振動衰減期間(在共振時電源通常關閉后),磁鐵在線圈中的運動通常會產(chǎn)生“反”電動勢,這樣會產(chǎn)生較大的設備阻尼誤差。在GDS共振柱中,在自由振動衰減時,軟件可以控制硬件通過線圈產(chǎn)生一個“斷路”,這樣可以避免“反”電動勢的產(chǎn)生。
GDS RCA共振柱完整配置
Geolabs在最近的一篇文章中也介紹了GDS的共振柱儀器,解釋了該系統(tǒng)的優(yōu)點以及他們?nèi)绾卧谏虡I(yè)實驗室中使用它: 共振柱試驗提供了一系列很小應變下的剪切模量獲得方式,可與高級三軸試驗中的局部應變傳感器數(shù)據(jù)相關聯(lián),從而提供材料剛度特性的概貌。包括的振動可以是扭轉(zhuǎn)振動,也可以是彎曲振動。
GDS公司生產(chǎn)的共振柱使用稀土釹磁鐵,結(jié)合電磁線圈和加速計,可以精確控制應變,并在一定應變范圍內(nèi)測量土壤和軟巖樣品的共振頻率。
共振柱測試是Geolabs有限公司提供的一系列土壤測試功能的一部分,加上Geolabs常規(guī)土壤和巖石測試,使Geolabs能為客戶提供巖土工程測試需求的解決方案。
Geolabs RCA
RCA共振柱特點及優(yōu)勢
RCA共振柱升級
提升架(便于拆卸壓力室),垂直彎曲元(S和P波),使用非接觸proximetor傳感器進行扭轉(zhuǎn)剪切,從1MPa(標準)升級到2MPa或3 MPa壓力室,非飽和測試(方法A),溫度控制(-20 ~+ 60℃)。 RES high pressure with frame
壓力室由1MPa RCA標準壓力室升級到2MPa或者3MPa。3MPa是用不銹鋼的壓力室取代了內(nèi)外透明的壓力室。
升級環(huán)境溫度控制壓力室,配備加熱和制冷溫度控制系統(tǒng),溫度控制系統(tǒng)范圍-20°C到+60°C。溫控系統(tǒng)包括:環(huán)境腔,減小大氣溫度變化造成對試驗的影響,內(nèi)壓力室安裝有冷卻系統(tǒng)和加熱線圈。
扭轉(zhuǎn)升級 可以通過添加高精度Proximitor傳感器系統(tǒng)進行循環(huán)扭轉(zhuǎn)剪切試驗。扭轉(zhuǎn)剪切試驗能夠記錄試件在小應變范圍內(nèi)的全循環(huán)應力-應變響應,加載頻率為2Hz及以下。在扭剪試驗過程中還獲得了軸向應變和孔隙壓力響應。
彎曲元升級 任何RCA系統(tǒng)都可以通過增加下面的部件升級完成彎曲元試驗: ? 包括彎曲元插入物的彎曲元底座 ? 包括彎曲元插入物的彎曲元試樣帽 ? 信號調(diào)節(jié)和高速采集單元 (2M/秒), 其中包括放大信號和采集信號 (P波和S波) ,用戶可以控制增益 (通過軟件)
RCA共振柱視頻演示
GDS共振柱RCA系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)激發(fā)機理
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