空心圓柱系統(tǒng)多年來被頂尖科研機(jī)構(gòu)所采用，它通過控制施加到土樣上的三個主應(yīng)力的大小和方向，可以給土樣施加十分復(fù)雜的應(yīng)力路徑?？蛇x動態(tài)和靜態(tài)的系統(tǒng)以及局部的小應(yīng)變測量。GDS空心圓柱系統(tǒng)可用于很多試驗，包括本構(gòu)模型的驗證，地震活動中土體動力響應(yīng)研究.

1 系統(tǒng)控制方式-伺服電機(jī)控制

0~2、0~5Hz、0~10Hz可選，美國ASTM規(guī)范對動態(tài)試驗的頻率要求是1Hz，最快的交通荷載主頻一般也不會超過5Hz（5Hz接近等同于480km／h的高鐵荷載）。

經(jīng)過綜合考慮，GDS空心圓柱圓柱選用伺服電機(jī)控制，有以下優(yōu)點：

（1）0~10Hz和低于25kN的試驗中有很好的表現(xiàn)，尤其適用于0~1Hz的地震試驗研究。

（2）功耗小，試驗成本低。

（3）環(huán)境噪音：電機(jī)形式<50分貝，可于辦公室區(qū)域使用。

（4）動態(tài)頻率耦合：不同于液壓耦合有折損，電機(jī)型各向加載頻率可獨立加載，耦合加載時不相互影響（如果雙向都可以獨立施加5Hz，最后耦合頻率可達(dá)5Hz）。

（5）圍壓平衡方式：使用機(jī)械式平衡錘，主動進(jìn)行圍壓平衡。在需要動態(tài)圍壓控制的三軸系統(tǒng)中，機(jī)械式平衡裝置完全平衡掉軸壓對圍壓的影響。

02??空心圓柱HCA的關(guān)鍵特點

03??系統(tǒng)構(gòu)成

空心圓柱基本系統(tǒng)硬件組成如下圖，可選擇更多硬件以滿足不同測試需要。

例如，可選大型壓力室最大試樣直徑200mm，可以在試樣周圍提供額外的空間用于安裝傳感器可選局部應(yīng)變傳感器（霍爾效應(yīng)6mm范圍；LVDT5mm或者10mm范圍；非接觸性Proximity傳感器0.9到6mm范圍），內(nèi)部LVDT夾具等。

04?技術(shù)參數(shù)

05 新型高速數(shù)字控制與采集系統(tǒng)ADVDCS V2

ADVDCS V2基于現(xiàn)代化的高速32位處理內(nèi)核，具有8個同步采樣24位通用模擬輸入通道，可連接GDS的任何傳感器。高速數(shù)字總線技術(shù)允許實時傳輸傳感器數(shù)據(jù)，使其成為高速數(shù)據(jù)采集的理想選擇。ADVDCS V2支持伺服電機(jī)和液壓作動器的全數(shù)字控制，可實現(xiàn)對作動器進(jìn)行精確、精細(xì)和無噪聲控制。

06?自適應(yīng)控制固件

自適應(yīng)控制是一個劃時代的技術(shù)改善了設(shè)備的動態(tài)荷載控制表現(xiàn)，因而增強(qiáng)了試驗精度GDS自適應(yīng)控制固件算法根據(jù)觀測到的試樣剛度，自動調(diào)整控制增益值，無需用戶預(yù)先輸入試驗剛度的優(yōu)先值。這也帶來了另外的優(yōu)點，來確保試驗中正確處理試樣剛度改變。

舉一個液化試驗中的例子，過程中當(dāng)土樣液化時，試樣剛度明顯的減小。當(dāng)用設(shè)備運行GDS自適應(yīng)控制時，固件自動根據(jù)動態(tài)試驗的試驗進(jìn)程，基于土樣的剛度變化優(yōu)化控制增益值。能持續(xù)不變的施加荷載振幅到試樣上。

07典型試驗結(jié)果

以下試驗結(jié)果基于SS-HCA動態(tài)系統(tǒng)，頻率為5Hz。注意：選用不同頻率結(jié)果不同。

典型試驗結(jié)果

08??GDS空心圓柱中國用戶