平面應(yīng)變儀起源與發(fā)展儀器標(biāo)定
起源與發(fā)展
許多土力學(xué)問(wèn)題都是屬于平面應(yīng)變狀態(tài)的，土壩、隧洞、擋土墻均屬此例。但是各種土試驗(yàn)儀器的受力狀態(tài)與此是很不相同的。所以從模擬實(shí)際程問(wèn)題的應(yīng)力狀態(tài)來(lái)看，有要研制種平面應(yīng)變剪切儀，通常簡(jiǎn)稱為平面應(yīng)變儀。
六十年代初期，英劍橋大學(xué)以及帝學(xué)院相繼研制了不型的平面應(yīng)變儀。由于當(dāng)時(shí)電子儀器水平的限制，其量測(cè)手段大多數(shù)尚簡(jiǎn)單。直到六十年代末期，美和日本相繼引了英平面應(yīng)變儀的基本形式，并且裝置了各種傳感器行電測(cè)。1971年，美麻省理學(xué)院制成了善的平面應(yīng)變儀。七十年代中期，日本谷滕會(huì)社又在麻省理學(xué)院平面應(yīng)變儀的基礎(chǔ)上加以改，制成了多能三軸儀，成為正式商品供應(yīng)市場(chǎng)。
我開(kāi)展有關(guān)土的本構(gòu)關(guān)系研究以及相應(yīng)的儀器研制作是早的，早在六十年代中期，中科學(xué)院武漢巖體土力學(xué)研究所就吸取了當(dāng)時(shí)英劍橋大學(xué)的成果，研制了臺(tái)真三軸儀，這臺(tái)真三軸儀原則上可以實(shí)現(xiàn)平面應(yīng)變狀態(tài)下的剪切，這臺(tái)儀器正在不斷調(diào)試改。七十年代末，清華大學(xué)和西北水利科學(xué)研究所分別口了日本谷滕會(huì)社的多能三軸儀，正在調(diào)試和行分試驗(yàn)研究作。1981年北京水利科學(xué)研究院對(duì)常規(guī)三軸儀的壓力室行改裝，在三軸壓力室內(nèi)加立兩塊鋼板，實(shí)現(xiàn)了平面應(yīng)變狀態(tài)的剪切，稱之為簡(jiǎn)易平面應(yīng)變儀，但是該種儀器尚不能行中主應(yīng)力σ2的量測(cè)。
儀器標(biāo)定
1.試樣各端面間應(yīng)力互不干擾的標(biāo)定：
在試驗(yàn)過(guò)程中要求三對(duì)主應(yīng)力之間互不干擾。
標(biāo)定方法是：用有機(jī)玻璃塊作模擬試樣，儀器安裝畢后，逐級(jí)施加大主應(yīng)力σ1，這時(shí)中主應(yīng)力σ1和小主應(yīng)力σ3量測(cè)系統(tǒng)能夠始終保持零位，說(shuō)明該儀器大主應(yīng)力不會(huì)對(duì)中主應(yīng)力和小主應(yīng)力產(chǎn)生干擾。反之，將大主應(yīng)力和中主應(yīng)力量測(cè)系統(tǒng)調(diào)至零位，在增加小主應(yīng)力的過(guò)程中，大主應(yīng)力和中主應(yīng)力量測(cè)系統(tǒng)同樣能夠始終保持零位，說(shuō)明小主應(yīng)力不會(huì)對(duì)大主應(yīng)力和中主應(yīng)力產(chǎn)生干擾。中主應(yīng)力是不動(dòng)端面上由于σ1和σ3的作用而受到的壓力，它是不會(huì)對(duì)σ1和σ3產(chǎn)生干擾的。
2.用小型土壓力盒量測(cè)中主應(yīng)力的標(biāo)定：
將小型土壓力盒妥貼地嵌入不動(dòng)端板，將不動(dòng)端板連同土壓力盒放入標(biāo)罐中分級(jí)加壓行標(biāo)定，得到標(biāo)定曲線，經(jīng)三次標(biāo)定，測(cè)點(diǎn)均落在同直線上，說(shuō)明該種土壓力盒的線性和重復(fù)性均較好。
然后，用有機(jī)玻璃板作模擬試樣，儀器安裝畢后，從試樣孔隙壓力量測(cè)孔中，向試樣與橡皮膜之間施加壓力（這時(shí)小主應(yīng)力面上加壓袋的壓力保持稍于孔隙壓力系統(tǒng)中的壓力），這時(shí)所施加的壓力與土壓力盒所反映出來(lái)的壓力，仍能很好的落在土壓力盒的標(biāo)定曲線上。除此之外，還需要行應(yīng)變控制式的剪切速率標(biāo)定、主應(yīng)力穩(wěn)壓系統(tǒng)的標(biāo)定等，其標(biāo)定方法與常規(guī)靜三軸相同。
