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GDS界面剪切試驗(yàn)機(jī)(GDSIST)設(shè)計(jì)用于土樣與頂蓋之間的界面進(jìn)行剪切測(cè)試。不同粗糙度的頂蓋界面可以模擬不同的現(xiàn)場(chǎng)條件。
GDSIST是一個(gè)CRS固結(jié)室，底座可以不限角度轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)置的荷重傳感器用于測(cè)量軸向荷載和扭矩。
可進(jìn)行的試驗(yàn):GDSIST典型的測(cè)試應(yīng)用包括試件在扭矩或旋轉(zhuǎn)控制下的一維固結(jié)和剪切試驗(yàn)。
升級(jí)選項(xiàng):非飽和試驗(yàn)
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界面摩阻力研究：
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GDSIST最常見的用途包括研究界面摩擦，例如土工膜、管道底座和天然材料之間的摩擦。
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荷載傳感器：
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較小量程的荷重傳感器用于小應(yīng)力的軸向荷載和扭矩試驗(yàn)。
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不銹鋼材質(zhì)：
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不銹鋼可用于帶有腐蝕性試樣的試驗(yàn)。
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內(nèi)置水下荷重傳感器：
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這使得用戶可以測(cè)量樣品和材料之間的摩擦，而不會(huì)因?yàn)殚l板上的密封摩擦而產(chǎn)生誤差。
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尺寸小：
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占地空間小。
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GDS軸向應(yīng)力加載裝置：
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鍵盤和顯示屏可實(shí)現(xiàn)精確控制軸向力和位移。
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作動(dòng)器:
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1 個(gè)軸向，1個(gè)扭轉(zhuǎn)
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軸向力精度:
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±0.2%
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軸向荷載/扭矩范圍:
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1kN/10Nm 至5kN/200Nm
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計(jì)算機(jī)接口:
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USB
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荷載范圍(kN):
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1
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功率
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頂部荷載架：240V；控制系統(tǒng)：100-240V~1.6AMAX
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壓力范圍(MPa):
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1, (2MPa壓力室可根據(jù)要求定制)
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GDS界面剪切儀在海洋或潮汐流能源發(fā)電機(jī)地基研究中的應(yīng)用
USERS:MRANDREAS ZIOGOS,DRMICHAELBROWN,GEOTECHNICALENGINEERINGRESEARCHGROUP, CIVILENGINEERING,UNIVERSITYOFDUNDEE
提出問(wèn)題
Michael Brown博士和博士研究員Andreas Ziogos先生，致力于加強(qiáng)和擴(kuò)展海洋或潮汐流能源發(fā)電機(jī)的地基的研究（Small等2014＆Ziogos等2014）。2014年）。潮流會(huì)對(duì)水下的能源發(fā)電機(jī)產(chǎn)生極大的水平力造成水平滑移能力遠(yuǎn)超極限承受力。高潮汐資源區(qū)的海底可能是巖化的并且不含沉淀物，因此對(duì)于未砌合的巖石鋼（或巖石混凝土）接口的摩擦特性的了解很重要，對(duì)于進(jìn)行有效的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)至關(guān)重要。因?yàn)槟Σ亮κ堑鼗乃椒€(wěn)固力?；A(chǔ)材料的元件接口測(cè)試是必要的，并應(yīng)用于廣泛范圍的材料和正常壓力水平，以允許進(jìn)行界面剪切表現(xiàn)的深入研究。常規(guī)的直剪經(jīng)常用于界面試驗(yàn)，但是由于設(shè)備的設(shè)計(jì)，不適合用于進(jìn)行兩個(gè)剛性試樣互對(duì)著的試驗(yàn)。掛碼式系統(tǒng)對(duì)于安全范圍內(nèi)施加正應(yīng)力的大小也有限制，一般限制到315kPa。
解決問(wèn)題
為了處理上述問(wèn)題，我們從GDS定制并采購(gòu)了這臺(tái)界面剪切儀。設(shè)備基于標(biāo)準(zhǔn)的GDSIST但是內(nèi)置扭轉(zhuǎn)合正應(yīng)力加載適合特定工程需求。實(shí)驗(yàn)中設(shè)備對(duì)界面施加正應(yīng)力和持續(xù)的扭轉(zhuǎn)力，可以進(jìn)行力和位移控制的試驗(yàn)。荷載架裝配5kN-200Nm的聯(lián)合扭矩荷載的壓力室在頂部，一個(gè)步進(jìn)電機(jī)在底部施加扭轉(zhuǎn)力。該設(shè)備用簡(jiǎn)單的頂部和底部連接指定，使得樣品放置安排可以由鄧迪大學(xué)被制造成適合安裝在鉆機(jī)（樣品尺寸65×90毫米）的底部的基礎(chǔ)的模擬材料和適合直徑54mm的巖樣安裝在扭轉(zhuǎn)頭上。GDSIST允許施加無(wú)限的剪切變形（大位移和殘余變形）也可以施加循環(huán)荷載（在離岸應(yīng)用或打樁過(guò)程中循環(huán)降低的研究）。
試驗(yàn)結(jié)果
界面剪切測(cè)試儀（GDSIST）目前正在以研究作為更廣泛的研究項(xiàng)目的一部分，巖石鋼和巖石混凝土界面剪切行為，目的是開節(jié)約成本的基于重力基礎(chǔ)的海洋能源發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)。
一個(gè)擴(kuò)展程序用于產(chǎn)生不同基礎(chǔ)或海底連接處的摩擦系數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，使得基于更貼近現(xiàn)實(shí)的設(shè)計(jì)基于實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)，而不是使用從文獻(xiàn)中找出的更加保守的摩擦系數(shù)。目前進(jìn)行簡(jiǎn)單的傾斜試驗(yàn)（簡(jiǎn)單的摩擦角確定試驗(yàn)）和以前在特別改裝的直剪盒上進(jìn)行簡(jiǎn)單剪切試驗(yàn)顯示了很好的相關(guān)性。
結(jié)論和感謝
跟GDS在確定細(xì)節(jié)和設(shè)備供貨時(shí)打交道是非常愉快的經(jīng)歷，GDS公司很樂(lè)于就我們的應(yīng)用要求定制。這個(gè)過(guò)程中他們總會(huì)再三確認(rèn)，使得責(zé)任人能夠完全了解他們?cè)O(shè)計(jì)的產(chǎn)品的能力和設(shè)備的功能。這樣就很容易評(píng)估設(shè)備能力，了解怎樣對(duì)標(biāo)配設(shè)備進(jìn)行修改可以很容易的達(dá)成。該設(shè)備操作簡(jiǎn)單，對(duì)于GDSLAB軟件的人員操作更易上手。試驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)設(shè)備比我們其中期望的功能更多，還能夠適用于進(jìn)行原始設(shè)備需求之外的工作。因此GDS將會(huì)成為我 們未來(lái)首選試驗(yàn)設(shè)備廠商
這臺(tái)GDSIST供給鄧迪大學(xué)作為新的海洋可再生能源測(cè)試中心實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)大升級(jí)的的一部分。這個(gè)項(xiàng)目還包括另外的設(shè)備：一個(gè)大型自動(dòng)直剪系統(tǒng)，力作動(dòng)器，多維循環(huán)動(dòng)單剪系統(tǒng)、AOS固結(jié)系統(tǒng)和反壓剪切盒試驗(yàn)系統(tǒng)。
鄧迪大學(xué) 巖土工程研究實(shí)驗(yàn)室
巖土工程研究實(shí)驗(yàn)室在鄧迪大學(xué)建立于1997年，自那時(shí)以來(lái)，發(fā)展迅速。除了它的本科生和研究生的教學(xué)和研究活動(dòng)，該機(jī)構(gòu)廣泛服務(wù)于大量巖土工程單位。實(shí)驗(yàn)室配備了先進(jìn)的設(shè)施，用于巖土建模和特性研究，包括7米直徑土工離心機(jī)和蘇格蘭海洋可再生能源試驗(yàn)中心（SMART）。
該單位擁有一個(gè)大1g土壤測(cè)試床和物理建模設(shè)施。這些都被用來(lái)研究海洋基礎(chǔ)（深，淺），管道，陸地上植被固化的斜坡，地震斷層和液化。這些設(shè)施在UOD工業(yè)方面的應(yīng)用由蘇格蘭企業(yè)能源試驗(yàn)室（SEL設(shè)施45）認(rèn)可。基于設(shè)施的質(zhì)量和影響力，REF2014認(rèn)定UOD的土木工程研究蘇格蘭第一，英國(guó)第三。
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