一、引言
TD50123-CYL静止侧压力系数自动测试仪是一款基于步进电机无级变速与单片机智能控制的先进土工试验设备。由鬼谷子论坛资料库手机版独立开发生产。该设备通过无线传输技术将试验数据实时传输至计算机，支持单向加荷、卸载及多级加载/卸载模式，可模拟不同超压密条件，精准测试应变控制条件下的压缩性指标与临塑荷载条件下的强度参数，广泛应用于岩土工程、地基处理等领域。
二、仪器主要组成部分与技术指标
（一）主要组成部分
1. 密封式容器
1. 液压腔、上下透水板、传压活塞、密封环、容器底座、乳胶薄膜、两通阀门等，用于构建封闭的土样测试环境。
2. 竖向加荷系统
1. 步进电机驱动的控制系统、加荷平台、受力柱、反力横梁，实现精准轴向加载与卸载。
3. 传感器系统
1. 拉压力传感器（测量竖向荷重）、压力传感器（测量液压应力）及变送器，实时采集物理量信号。
4. 数显检测仪
1. 开关电源供电，集成信号放大、采集与显示功能，并通过无线传输将数据发送至计算机。
5. 数据处理软件
1. 配套软件支持实时数据记录、曲线绘制及试验报告生成（需用户自备电脑）。
（二）主要技术指标
参数 | 指标要求 |
土样尺寸 | 面积30cm²（直径φ61.8mm），高度40mm；侧压力响应有效高度30mm |
应力范围 | 小主应力σ₃：0~800kPa（精度≤0.3%）；大主应力σ₁：0~1000kPa（精度≤0.3%） |
应变范围 | 大主应力方向应变ε₁≤20%（竖向变形≤8mm） |
透水石性能 | 渗透系数≥n×10⁻³cm/s；乳胶隔膜透明、防老化，厚度0.4~0.5mm |
加荷装置 | 出力8kN，位移80mm；加荷速度0.001~设定值mm/min（支持用户自定义） |
三、试验方法与注意事项
（一）刚性密封容器与乳胶膜安装
1. 将乳胶膜两端从液压腔内侧向外翻起，形成液体密封腔。
2. 通过两通阀门用注射器多次注入无气泡水，排出腔内空气后关闭阀门。
3. 装土前抽取部分水使乳胶膜内凹，减少土样与膜的摩擦。
（二）土样装填
1. 土样两端贴滤纸，刀口向上对准容器定位槽，用传压活塞推入。
2. 容器置于加荷平台，对准力传感器中心。
3. 连接液压传感器、拉压力传感器电缆线。
4. 预热电脑10分钟，进入软件界面。
5. 注入少量水使σ₃≈5kPa，提升加荷系统使荷重传感器产生初应力≈10kPa。
（三）试验操作
1. 根据土性在触摸屏设定加荷速度，启动试验。
1. 加荷速度参考：砂性土/粉性土0.2~0.1mm/min；粉质粘土0.05mm/min；粘土/淤泥质粘土0.02mm/min。
2. 实时监测σ₃、σ₁等参数变化，电脑端同步显示曲线。
3. 试验结束倒转电机卸载，速度≈1.5mm/min；注入高压水缩小土样直径后取出。
4. 清洗液压腔内壁残留颗粒。
四、试验结果分析
（一）单向加载与卸载
· 加载：获得竖向应力σ₃与σ₁的加载关系曲线。
· 卸载：按相同速率卸载，获取超固结比条件下的强度参数（值通常大于加载条件）。
（二）多级加载与卸载
支持分级施加/解除荷载，模拟复杂应力路径，分析土体渐进变形特性。
（三）等应变条件压缩试验
· 连续加载模式更贴近实际工程加荷过程，消除摩擦力干扰，直接计算各荷载阶段的压缩模量。
（四）临塑荷载强度参数
· 绘制摩尔强度包线，确定土体在临界塑性变形状态下的黏聚力（c）与内摩擦角（φ）。
（五）扩展应用
· 基床系数测试、深基坑回弹模量研究等。
五、上海浅层软土静止侧压力系数实测研究
（一）典型土层测试结果（表1）
土层 | 金山石化总厂 | 宝钢 | 高桥电厂 |
表层褐黄色粉质粘土 | 0.47 | 0.44 | 0.51 |
第二层灰色粉质粘土 | 0.50 | 0.54 | 0.51 |
第三层淤泥质粘土 | 0.74 | 0.67 | 0.68 |
（二）不同试验方法对比（表2）
土层 | 不排水条件(μ) | 排水条件(μ) | 循环荷载(μ) |
褐黄色粉质粘土(0.5~2.5m) | 0.92 | 0.48 | 0.61 |
灰色淤泥粘土夹砂(2.5~8.0m) | 0.92 | 0.48 | 0.55 |
（三）经验公式
内摩擦角与静止侧压力系数关系
o 粉质粘土/粘砂互层：0=1-sinφ（φ平均值29.3°）
o 粉质粘土：0=0.93-sinφ（φ平均值33.3°）
o 淤泥质粘土：0=1.02-sinφ（φ平均值20.3°）
塑性指数与静止侧压力系数
o Ip≥10%时：0=0.16+0.027Ip
超固结比与静止侧压力系数
o 经验公式详见表3（需结合试验数据拟合）。
附录
· 表3（超固结比Roc与0关系）、试验记录表模板等可根据实际需求补充。
版本说明：本说明书适用于TD50123-CYL型静止侧压力系数自动测试仪V2.0版本，技术参数与软件功能以最新升级为准。
