一、安全注意事项
1.操作前检查:确认设备电源接地良好,高压管路无泄漏,传感器连接稳固;
2.防护要求:佩戴护目镜,禁止手部或工具接触加压管路/活塞运动区域;
3.压力限制:严禁超设备额定压力操作(围压≤XX MPa,轴向载荷≤XX kN,具体以设备铭牌为准);
4.紧急停止:试验中遇异常(异响、漏油、压力骤变),立即按下控制面板“急停按钮”。
二、设备组成与面板说明
1.主要部件
•主机部分:轴向加载系统(电机/液压缸)、压力室(含试样夹持装置)、围压/反压控制系统;
•控制面板:显示屏(实时显示轴向荷载、位移、围压、反压等参数)、操作按键(模式选择、启动/停止、参数设置);
•管路系统:围压液(通常为去气水或硅油)输入/输出管、反压管、压力传感器接口;
•数据接口:USB/RS232(连接电脑导出数据)。
2.控制面板功能键(示例,以实际设备为准)
按键/显示项 | 功能说明 |
模式选择 | 切换试验类型(如不固结不排水UU、固结排水CD、固结不排水CU等) |
参数设置 | 输入围压值、反压值、轴向加载速率、试样尺寸等 |
启动/暂停 | 开始试验或暂停当前流程 |
复位 | 重置系统至初始状态(卸载轴向力、排空围压) |
急停 | 紧急切断动力源与压力源 |
三、快速操作步骤(以常规三轴压缩试验为例)
步骤1:试验准备
1.试样制备:按规范(如《土工试验方法标准》GB/T 50123)制作圆柱形土试样(直径XX mm×高度XX mm),表面平整无裂缝;
2.安装试样:
•将试样放入压力室底座的透水石上,套上橡胶膜并固定上下端(用O型圈密封);
•安装压力室顶盖,确保试样中心与轴向加载杆对齐;
3.连接管路:
•围压管连接压力室围压入口,反压管连接试样顶部/底部透水石(根据试验需求);
•检查管路无扭曲,阀门处于关闭状态(围压阀、反压阀初始关闭)。
步骤2:参数设置
1.打开设备电源,启动控制软件(或直接通过面板操作);
2.选择试验类型(如“CU试验”);
3.输入关键参数:
•试样尺寸(直径D、高度H);
•围压目标值(如100 kPa、200 kPa等);
•反压目标值(若需饱和试样,通常先设反压≥孔隙水压力);
•轴向加载速率(如0.5 mm/min、1 mm/min,根据土类调整);
步骤3:试样饱和(可选,若需完全饱和试样)
1.开启围压阀,缓慢加压至初始围压(如50 kPa);
2.开启反压阀,逐步增加反压(如从0升至与围压相同或更高),同时监测孔隙水压力(B值);
3.当B值≥0.95(即孔隙水压力系数接近1,表示饱和),饱和完成;
步骤4:固结阶段
1.保持围压恒定(如100 kPa),开启排水阀(若为CD/CU试验);
2.监测轴向变形(若为CU试验,需确保试样排水固结稳定,通常轴向应变变化率<0.01%/h);
3.固结完成后,关闭排水阀(若为不排水试验,如UU)。
步骤5:轴向加载(剪切阶段)
1.设置轴向加载速率(如1 mm/min);
2.启动“开始”按钮,设备自动施加轴向荷载,实时采集数据(轴向应力=荷载/试样截面积,孔隙水压力,轴向应变等);
3.观察试验过程:若出现异常(如轴向荷载突变、压力室异响),立即暂停;
步骤6:试验结束
1.当轴向应变达到预设值(如15%~20%)或轴向荷载明显下降(峰值后破坏),停止加载;
2.卸载围压与反压(缓慢操作,避免压力冲击);
3.排空压力室液体,取出试样,清理设备残留物。
四、数据查看与存储
1.实时显示:控制面板/软件界面实时显示轴向应力-应变曲线、围压-反压曲线、孔隙水压力变化;
2.数据导出:试验结束后,通过USB/RS232接口导出Excel/CSV格式原始数据(含时间、轴向荷载、位移、围压、反压、孔压等);
3.曲线分析:配套软件可生成应力-应变曲线、强度参数(黏聚力c、内摩擦角φ)计算结果。
五、常见问题处理
问题现象 | 可能原因 | 解决方法 |
压力室漏液 | 橡胶膜破损/O型圈老化 | 更换橡胶膜或密封圈,重新安装试样 |
轴向加载无反应 | 电机故障/限位开关触发 | 检查电源连接,复位限位开关 |
围压/反压无法稳定 | 泵堵塞/管路漏气 | 清洁泵体,检查管路密封性 |
数据采集异常(数值跳变) | 传感器接触不良/软件卡顿 | 重启设备,检查传感器接线 |
六、维护与保养
1.日常维护:试验后清洁压力室残留土颗粒,定期检查管路密封性;
2.长期存放:排空系统内液体,涂抹防锈油保护活塞与加载杆;
3.定期校准:每半年校准荷载传感器、位移传感器(联系厂家或专业机构)。