岩土膨胀力自动化检测关键技术

任务来源：

技术领域：水利工程建设与管理

技术来源：自主研发。膨胀岩土因特殊性质每年带来数以亿计的经济损失，而备受国内外岩土工程界的关注。膨胀力是膨胀岩土重要的力学特性指标之一，对膨胀岩（土）地基及膨胀岩（土）地区的工程的设计、施工都有重要指导意义。 

技术原理

国际岩石力学学会及国家标准中对膨胀力指标的建议测试方法为平衡加压法，即在一定直径的金属环内，放置与内径接近的试样，试样通过透水板可以透水，通过加压装置进行预压，改变压力大小使整个试验过程轴向变形保持不变，测得的稳定压力即为膨胀力。结合行业规程要求，自动化岩土膨胀力测试关键技术的设计基于三个原理，即恒体积结构、高精度检测和自动化技术。
该技术采用高精度S形压力传感器检测膨胀力，由位移检测器配合微型电机保持刚性框架系统的恒体积结构，通过PLC控制开展全自动智能化测试，可拓展多通道技术实现多组试验同步开展，实现膨胀力自动化检测。 

技术特色

通过工程应用表明，该技术解决了膨胀力测试大量耗费人力成本的问题，自动化系统检测结果平行度好，基本不受测试人员的影响，可记录土样膨胀发展的全过程，能够高效、精准地反映岩土膨胀力特性发展过程，为膨胀岩土地区的工程勘察和设计提供基础试验数据支撑。 

技术指标

依据JJG 475—2008《电子式万能试验机》的要求，经过授权部门对本技术的指标进行检定，多通道岩土膨胀力自动化测试系统的等级为1.0级。其具体指标为：①测试量程为2kN；②测量分度值为1N；③力输出灵敏度为2.000mV/V。
通过系统运行测试，额定功率为750W，工作电压为220V/50Hz，数据采集间隔，最快可调0.1s，采集软件通道数最大64通道，技术指标满足SL 264—2001《水利水电工程岩石试验规程》和SL 237—1999《土工试验规程》对岩土膨胀力试验设备性能的要求。 

应用范围及前景

可用于水利水电工程、交通工程和建筑工程等岩土膨胀力的试验研究，多通道技术可同时完成大批量生产任务。 

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习晓红

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黄河勘测规划设计研究院有限公司

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