›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (6): 2304-2310.doi: 10.16285/j.rsm.2016.2061

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基于LVDT的小应变三轴仪研制及其软土试验应用

陈超斌,叶冠林   

  1. 上海交通大学 土木工程系,上海 200240
  • 收稿日期:2016-08-31 出版日期:2018-06-11 发布日期:2018-07-03
  • 通讯作者: 叶冠林,男,1975年生,博士,教授,主要从事岩土工程数值计算与盾构隧道的研究工作。E-mail: ygl@sjtu.edu.cn E-mail: ccb910515@126.com
  • 作者简介:陈超斌,男,1991年生,硕士研究生,从事软黏土力学特性以及隧道工程的研究。

Development of small-strain triaxial apparatus using LVDT sensors and its application to soft clay test

CHEN Chao-bin, YE Guan-lin   

  1. Department of Civil Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
  • Received:2016-08-31 Online:2018-06-11 Published:2018-07-03

摘要: 研制了基于LVDT(线性可变差动变压器)传感器的高精度小应变三轴仪,详细介绍了该三轴仪的结构、传感器特性及小应变测量的技术细节。三轴仪采用电控调压阀控制轴压和围压,同时可用电机驱动施加轴压,进行各种复杂应力路径的应变或应力控制三轴剪切试验。针对信号干扰等影响微小位移测量精度的问题,提出了恒温、接地、使用高精度直流电源等措施,并利用中值滤波的方法有效提高了LVDT局部位移计的测量精度。利用安装有LVDT位移传感器的三轴仪对上海软土进行K0固结不排水剪切试验,成功获得上海软土在0.001%~0.1%小应变范围内的割线模量变化情况;确认了LVDT位移传感器能够获得比霍尔效应局部位移计更小应变范围的软土割线模量,指出自主研制的设备比黑盒子产品更有利于实现测量精度的提高。

关键词: 三轴仪, 小应变, 割线模量, LVDT传感器, 上海软土

Abstract: In current study, a high accuracy small strain triaxial apparatus is developed using linear variable differential transformer (LVDT) sensors. The structure of the triaxial apparatus, the specification of the sensors, and the technical details of the small-strain measurement are introduced in detail. E/P regulators are used to control the axial load and cell pressure. Meanwhile, a motor driven actuator can be used to provide axial load. The apparatus can achieve complex stress path for triaxial tests with controlled stress or strain. Constant temperature, ground connection, and high accuracy DC power to reduce the electrical noise in the signals and to obtain a precise small strain measurement. Median filtering method is applied to increase the accuracy of measured LVDT displacement data. Undrained triaxial shear tests under K0 consolidation are conducted on Shanghai soft clay. The secant modulus of Shanghai soft clay in small strain level (0.001%-0.1%) is obtained. It is confirmed that the developed triaxial apparatus using LVDT displacement sensors can obtain secant modulus in smaller strain better than other existing products.

Key words: triaxial apparatus, small strain, secant modulus, LVDT sensors, Shanghai soft clay

中图分类号: 

  • TU 415

[1] 郑方, 邵生俊, 佘芳涛, 袁浩, . 重塑黄土在不同基质吸力下的真三轴剪切试验[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 156-162.
[2] 陶帅, 董毅, 韦昌富, . 环境湿度可控的土体小应变刚度试验系统[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 2132-2142.
[3] 方瑾瑾, 冯以鑫, 余永强, 李震, 林志斌, . 真三轴条件下的原状黄土增湿变形特性[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1235-1246.
[4] 谭国宏, 肖海珠, 杜 勋, 胡文军. 大跨度公铁合建斜拉桥主塔沉井基础沉降变形分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1113-1120.
[5] 方瑾瑾, 冯以鑫, 赵伟龙, 王立平, 余永强, . 真三轴条件下原状黄土的非线性本构模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 517-528.
[6] 方瑾瑾,冯以鑫,朱昌星,. 真三轴条件下Q3原状黄土的力学特性[J]. , 2018, 39(5): 1699-1708.
[7] 林清辉,严佳佳,董 梅,朱剑锋,. 大主应力方向及中主应力系数对重塑黄土小应变刚度特性影响试验研究[J]. , 2018, 39(4): 1369-1376.
[8] 程 壮,王剑锋. 用于颗粒土微观力学行为试验的微型三轴试验仪[J]. , 2018, 39(3): 1123-1129.
[9] 方瑾瑾,冯以鑫,邵生俊,. 真三轴条件下原状Q3黄土的土-水特征[J]. , 2017, 38(9): 2597-2604.
[10] 张 娇,王卫东,徐中华,李 青, . 上海典型黏土小应变特性的试验研究[J]. , 2017, 38(12): 3590-3596.
[11] 于亚磊 ,叶冠林 ,熊永林,. 上海第4层黏土力学特性的弹塑性本构模拟[J]. , 2016, 37(9): 2541-2546.
[12] 王 飞,李国玉,穆彦虎,张 鹏,吴亚虎,范善智, . 干湿循环条件下压实黄土变形特性试验研究[J]. , 2016, 37(8): 2306-2312.
[13] 李 青,徐中华,王卫东,张 娇,. 上海典型黏土小应变剪切模量现场和室内试验研究[J]. , 2016, 37(11): 3263-3269.
[14] 徐 洁 ,周 超,. 干湿路径影响粉土小应变剪切模量的试验研究[J]. , 2015, 36(S1): 377-381.
[15] 冷 建,叶冠林,王建华,杜守继. 上海软土动剪切模量衰减规律的试验研究[J]. , 2015, 36(S1): 387-391.
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