大型低摩阻土工真三轴试验系统

任务来源：

技术领域：水利工程建设与管理

技术来源：自主创新。

技术原理

该技术采用刚柔复合加载方式和可压缩传力板消除加载板的相互干扰，采用滚动接触方法消除加载板与试样接触面的摩阻力，实现三向独立准确加载，成功解决土工真三轴仪的关键技术难题，解决了复杂应力条件下粗粒土工程特性不易准确测定的难题，所得参数精度高、适用范围广，适用于我国土石坝工程和深厚覆盖层广泛分布地区的水利水电工程建设。

技术特色

运用先进的测控技术，实现智能加载。
可实现大变形条件下的三向独立加载，极大降低加载板与试样接触面的摩阻力。
具有试样尺寸大、应力高、智能控制和量测精度高的特点。

技术指标

（1）试样尺寸：30cm（长）×30cm（宽）×60cm（高）。
（2）大、中、小主应力最大值不小于15MPa、10MPa、3MPa。
（3）大主应力方向位移范围：0～150mm；中主应力方向位移范围：0～100mm；位移分辨率：0.001mm；精度：0.1%FS。
（4）采用应力或应变控制方式进行三向独立加载。
（5）应力控制由伺服电机驱动数控计量油源实现，随软件设定应力范围自动调整稳定应力。
（6）应变控制由伺服电机驱动数控计量油源实现，在计算机上设定控制应变速度。
（7）伺服控制。
（8）应力、变形、孔隙水压力和体积变化等的自动量测。

应用范围及前景

适用土石坝工程，以及存在深厚覆盖层的水利水电工程勘察、设计与建设。
该技术主要解决了复杂应力条件下筑坝粗粒土和深厚覆盖层的工程特性（力学参数）不易准确测定的难题，显著提高了复杂应力条件下土体力学特性的试验能力与技术水平，可以得到工程设计所需的粗粒土的应力变形、强度等参数，更好地满足科学研究与工程建设的需求。
该技术可以应用在高面板堆石坝、超高心墙堆石坝和深厚覆盖层坝基等工程中，研究堆石料、砾石土和砂砾石料等在复杂应力条件下的强度特性、应力应变关系曲线和本构模型参数，为超高面板堆石坝、超高心墙堆石坝和深厚覆盖层坝基的应力变形分析提供技术支撑，并可为大坝安全评价提供理论依据。
目前该技术已应用于四川两河口水电站、四川猴子岩水电站、四川卡基娃水电站高土石坝工程设计、施工中，取得了较好的效果。

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周若

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长江水利委员会长江科学院

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