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