外文翻譯--數(shù)控簡(jiǎn)單剪切儀動(dòng)態(tài)土壤測(cè)試.doc

中文譯文標(biāo)題:數(shù)控簡(jiǎn)單剪切儀動(dòng)態(tài)土壤測(cè)試作者:果皮,PendoM,輝西斯圖爾特,喬納森P,加州大學(xué)洛杉磯分校Venugopal,拉維,Sysendes公司。出版日期:01-01-2007系列:加州大學(xué)洛杉磯先前發(fā)表的作品發(fā)布信息:加州大學(xué)洛杉磯先前發(fā)表的作品,加州大學(xué)洛杉磯附加信息:版權(quán)2007年,ASTM,/原始引用:果皮,斯圖爾特,摩根,d.h。,Venugopal,r.(2007)?！皵?shù)控簡(jiǎn)單剪切設(shè)備動(dòng)態(tài)土壤測(cè)試”,Geotech。測(cè)試日?qǐng)?bào),ASTM,30(5),368-377。數(shù)控剪切裝置簡(jiǎn)單動(dòng)態(tài)土壤測(cè)試文摘:我們描述的特征簡(jiǎn)單剪切裝置能力運(yùn)用現(xiàn)實(shí)的多向地震荷載對(duì)土標(biāo)本。這個(gè)裝置,文中稱為數(shù)控簡(jiǎn)單剪切(直流ss)裝置,包括功能,如伺服液壓控制的驅(qū)動(dòng)和真正的數(shù)字控制克服控制的局限性,一些之前的動(dòng)態(tài)土壤測(cè)試機(jī)器。該設(shè)備是顯示有能力正弦和寬帶的復(fù)制命令信號(hào)在一個(gè)廣泛的頻率和振幅,雖然設(shè)備有限控制能力非常小的命令位移(少于大約0.005毫米)。小變形限制結(jié)果從噪聲介紹了控制系統(tǒng)的反饋信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換。我們證明,雙向命令信號(hào)準(zhǔn)確地傳授與最小交叉耦合,結(jié)果從一個(gè)創(chuàng)新的多輸入多輸出的數(shù)字控制系統(tǒng)。這個(gè)功能的設(shè)備演示一系列寬帶測(cè)試標(biāo)本非飽和土受到uni-和雙向勵(lì)磁。關(guān)鍵詞:數(shù)字控制,簡(jiǎn)單的剪切、動(dòng)態(tài)土壤測(cè)試、多向加載介紹直接簡(jiǎn)單的剪切設(shè)備已經(jīng)成功運(yùn)用多年來描述靜態(tài)和動(dòng)態(tài)土屬性。這測(cè)試方法往往是首選當(dāng)它是可取的標(biāo)本來體驗(yàn)光滑、連續(xù)的旋轉(zhuǎn)主應(yīng)力方向在剪切。初始應(yīng)力可以應(yīng)用模擬靜態(tài)字段條件當(dāng)鋼絲增強(qiáng)利用膜,減少橫向變形樣品(即。,NGI-type配置,Bjerrum和Landva1966)。也許最常見的應(yīng)用程序的簡(jiǎn)單剪切試驗(yàn)對(duì)仿真的垂直(或近垂直)剪切波傳播通過土柱。優(yōu)點(diǎn)和局限性簡(jiǎn)單的剪切測(cè)試相對(duì)于其他類型的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試描述了在其他地方,這里不再重復(fù)(比如,菜的etal。1972；沈etal。1978；薩達(dá)etal。1982；Vucetic和拉卡斯提花1982；1985；BudhuBhatiaetal。1985；Ameretal。1987；Airey和木材1987；Budhu和Britto1987；雅etal。1993)。最簡(jiǎn)單的剪切設(shè)備運(yùn)行在一個(gè)水平方向并應(yīng)用諧波載荷頻率一般慢于動(dòng)態(tài)過程,如地震搖晃(如。,Tatsuoka和銀1981；Doroudian和Vucetic1995；和PfenderLefebvre1996；瑞艾莫和種子1997；Kusakabeetal。1999年,Hazirbaba和Rathje2004)。雖然總是有近似參與應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)室土壤特性測(cè)量對(duì)現(xiàn)場(chǎng)條件,對(duì)現(xiàn)有設(shè)備無法提供快速、多向加載介紹進(jìn)一步的錯(cuò)誤未知的意義當(dāng)實(shí)驗(yàn)室測(cè)量土壤屬性用于工程模擬。一個(gè)數(shù)量的簡(jiǎn)單剪切設(shè)備已經(jīng)被發(fā)展調(diào)查土壤響應(yīng)多向加載(如。,石原和山崎1980；雅etal。1993；DeGrootetal.1996)。加州大學(xué)伯克利分校的雙向循環(huán)簡(jiǎn)單剪切(UCB-2D)裝置是值得注意的,因?yàn)樗黠@減少了機(jī)械合規(guī)問題,導(dǎo)致相對(duì)最高/基地帽搖擺在早期的設(shè)備(如。,石原和山崎1980；石原和“1988)。另一個(gè)顯著的特點(diǎn)UCB-2D設(shè)備是燃燒室壓力控制,方便背壓飽和。校長(zhǎng)UCB-2D設(shè)備本身的限制,早期的設(shè)備,是他們無法應(yīng)用地震像寬帶裝貨嗎在快速位移率。這種限制也存在對(duì)大多數(shù)單向簡(jiǎn)單剪切設(shè)備。其原因是雙重的:(1)氣動(dòng)加載系統(tǒng)使用一個(gè)可壓縮流體(即。、空氣)其中介紹了重大錯(cuò)誤的反饋回路在高頻段；和(2)數(shù)字監(jiān)督模擬控制器被雇用這有效地限制處理速度和成熟的控制算法。當(dāng)然,振動(dòng)臺(tái)和離心機(jī)實(shí)驗(yàn)都能使用多方向的地震像加載到土壤模型(即。,派克etal。1975；1998年andYanagisawaJafarzadeh的說法；Kutter1995；威爾遜etal.2004)。然而,直接測(cè)量土壤元素的響應(yīng)(例如,剪切應(yīng)力剪切應(yīng)變關(guān)系、體積應(yīng)變和孔隙水壓力)在這些類型的實(shí)驗(yàn)需要密集的儀表數(shù)組,可以影響響應(yīng)他們的目的是措施,從而使復(fù)雜數(shù)據(jù)解釋(如。,困難etal.2005)。圖1應(yīng)用的能力,可靠程度的控制,多向加載在一個(gè)很寬的頻率范圍內(nèi),土壤元素在實(shí)驗(yàn)室是至關(guān)重要的推進(jìn)我們的根本理解動(dòng)態(tài)土壤屬性。例如,寬帶裝載能力是需要調(diào)查率影響土壤手稿收到2006年3月1日,1月28日發(fā)表2007年,2007年5月在線發(fā)表。1研究生研究員,副教授和副主席,分別土木工程系&大學(xué)環(huán)境工程加利福尼亞,洛杉磯,5731年洛杉磯消沉大廳CA90095。2工程師,指數(shù)失效分析,320年,200套房,歐文戈達(dá)德,CA92618年。3創(chuàng)始人和高級(jí)咨詢顧問工程師,Sysendes,Inc.,1804m,套件4、蒙特利爾、QCH3H1硅陶瓷、加拿大的觀點(diǎn)和結(jié)論包含在本文檔的作者和不應(yīng)被解釋為一定代表官方的政策,明示或暗示,美國(guó)政府。巖土測(cè)試日?qǐng)?bào),卷。30,5號(hào)紙IDGTJ100518可以在368年版權(quán)2007年由ASTM國(guó)際,100年巴爾港驅(qū)動(dòng)器,POBox,西ConshohockenC700,PA19428-2959。屬性,人們知道這是重要的對(duì)于粘土(如。,Lefebvre和Pfender1996；Sheahanetal.1996)。此外,效果剪切速率和2d裝載在孔隙壓力生成或體積改變行為,或兩者兼而有之,是了解較少,需要進(jìn)一步調(diào)查一些土壤類型。為了滿足這些研究需要,一個(gè)簡(jiǎn)單的剪切設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)數(shù)控與能力室壓力控制和多向激勵(lì)一直發(fā)達(dá)。這個(gè)裝置,文中稱為現(xiàn)場(chǎng)數(shù)控簡(jiǎn)單剪切(直流ss)裝置合并功能,如伺服液壓控制的驅(qū)動(dòng)和真正的數(shù)字控制克服的局限性先前的動(dòng)態(tài)土壤測(cè)試機(jī)器。結(jié)果是一個(gè)真正獨(dú)特的簡(jiǎn)單剪切裝置的功能應(yīng)用寬帶(地震像)位移要求土壤標(biāo)本在兩個(gè)方向,用最小的交叉耦合水平運(yùn)動(dòng)。在本文中,我們描述這個(gè)裝置和它的功能動(dòng)態(tài)土壤測(cè)試。物理描述直流ss裝置機(jī)械設(shè)計(jì)的直流ss裝置使用了UCB-2D的裝置作為一個(gè)原型(面包師etal.1993)。這個(gè)直流ss裝置是專為了保留的主要特征UCB-2D設(shè)備如包含細(xì)胞壓力的目的背壓飽和,有限的機(jī)械遵守尊重對(duì)簡(jiǎn)單剪切邊界條件(如。,頂部和基板“搖擺”),和雙向加載功能。除了這些特性,直流ss裝置結(jié)合了幾種改進(jìn)設(shè)計(jì)相對(duì)于UCB-2D裝置包括:我使用一個(gè)三郵報(bào)框架與高績(jī)效跟蹤軸承(容納垂直位移的頂罩),以進(jìn)一步降低搖擺；二世一個(gè)伺服液壓控制的控制系統(tǒng),使高頻率加載；iii雙重軸負(fù)載細(xì)胞獲得職位摩擦剪切載荷的測(cè)量。圖1顯示了大會(huì)的直流ss裝置。照片的直流ss設(shè)備顯示在圖2。直流黨衛(wèi)軍的設(shè)備是用來測(cè)試圓柱土壤標(biāo)本與直徑10.2厘米或更少。這個(gè)標(biāo)本是位于相對(duì)嚴(yán)格的底部和頂部帽(圖1、圖2(b)和通常局限由一線增強(qiáng)膜。見圖2(c),水平(頂部和底部)面臨的標(biāo)本被限制的帽子,它含有細(xì)磨石epoxied變成一個(gè)休會(huì)覆蓋整個(gè)臉的帽子除了保持嘴唇的鋁在邊緣。這些帽子提供一個(gè)“摩擦”表面同時(shí)使排水進(jìn)入多孔石頭如果石頭不飽和(石頭可以飽和對(duì)不排水試驗(yàn))。這個(gè)上蓋/樣品/下蓋堆棧頂部之間的位置和底部適配器板圖1所示。底部帽適合一個(gè)休息在底部適配器板。適配器板頂部輕輕地降低,這樣休息在頂端的適配器板適合舒適地覆蓋在頂蓋。頂部和底部帽是緊緊在各自的適配器板由三個(gè)固定螺絲在每個(gè)板。一旦樣品是獲得兩個(gè)適配器板之間,三個(gè)LVDTs間距分布樣品安裝在頂部適配器板和固定在板通過螺釘。這個(gè)標(biāo)本是然后合并垂直應(yīng)力和準(zhǔn)備剪切載荷。圖2頂部適配器板是一種垂直表,進(jìn)而是附加到一個(gè)垂直負(fù)載細(xì)胞(圖1)。垂直負(fù)載轉(zhuǎn)移到標(biāo)本通過垂直表,這是附加的三個(gè)等距線性幻燈片。每個(gè)三個(gè)線性幻燈片附屬于一個(gè)單獨(dú)的帖子,有效防止側(cè)運(yùn)動(dòng)和搖擺的垂直表(因此,實(shí)際上無花果。1原理的直流ss裝置在加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校。果皮ETAL。在數(shù)控簡(jiǎn)單剪切儀369來說,標(biāo)本)。這是一個(gè)重要的三郵報(bào)框架改善UCB-2D設(shè)備,雇傭了一個(gè)懸臂系統(tǒng)(垂直表附加到一對(duì)跟蹤軸承沿相同的墻)。負(fù)載應(yīng)用于垂直表由氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在主框架之外。一個(gè)重要的功能的設(shè)備,直流黨衛(wèi)軍留存從UCB-2D裝置是其雙向加載功能。橫向剪切載荷應(yīng)用在該基地的標(biāo)本通過兩個(gè)獨(dú)立控制的水平表。底部水平表安裝在線性幻燈片附加到主框架的裝置,這表是只自由移動(dòng)一個(gè)水平方向。上層水平表也安裝在線性幻燈片,這樣運(yùn)動(dòng)上層表是完全垂直于下表。兩個(gè)水平表可以控制產(chǎn)生凈合成的運(yùn)動(dòng)底部適配器板在任何水平方向。加載應(yīng)用較低水平表通過螺紋棒相連致動(dòng)器,可以應(yīng)用張力和壓縮。有一個(gè)tensioncapable輥之間連接上層表及其執(zhí)行機(jī)構(gòu)以適應(yīng)垂直位移下表。負(fù)載應(yīng)用到表loadcells來衡量安裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)和表之間。負(fù)荷測(cè)量由loadcells不相同,那些傳授標(biāo)本由于摩擦而在線性的幻燈片。這個(gè)巨大的摩擦加載系統(tǒng)中的表征,觀察到相當(dāng)小(大約2.2N)。這一點(diǎn)的重要性摩擦負(fù)載取決于什么類型的測(cè)試,是理想的。這種摩擦負(fù)載將產(chǎn)生不準(zhǔn)確的(大約0.3kPa10.2厘米直徑試樣),代表比例可以忽略不計(jì)的剪切應(yīng)力對(duì)大多數(shù)應(yīng)用程序。然而,如果很低應(yīng)力測(cè)量是必要的,帖子摩擦剪切應(yīng)力可以通過使用一個(gè)雙軸loadcell測(cè)量。這種雙軸loadcell適合在頂部之間適配器板和垂直表,一個(gè)空間,否則占用墊塊。這種雙軸loadcell能夠測(cè)量?jī)蓚€(gè)垂直和剪切載荷同時(shí)以最小的相聲這些通道之間。然而,存在的雙軸loadcell介紹系統(tǒng)遵從性(即搖擺和垂直變形),可能是重要的在大中型菌株。因此,大多數(shù)測(cè)試執(zhí)行沒有雙軸loadcell到位。三LVDTs(線性可變差動(dòng)傳感器),安裝頂部和底部之間的適配器板,用于測(cè)量垂直標(biāo)本變形。這些位置的LVDTs最小化錯(cuò)誤由于機(jī)械合規(guī)。這三個(gè)LVDTs是用,這樣相對(duì)搖擺的標(biāo)本在兩個(gè)方向的加載可以測(cè)量。三LVDTs數(shù)據(jù)的平均值定義試樣高度在一個(gè)測(cè)試。水平變形是衡量?jī)蓚€(gè)LVDTs安裝在水平表在嗎正交的方向。設(shè)備的直流黨衛(wèi)軍下運(yùn)作的“應(yīng)變控制”的條件下,這意味著表位移控制和執(zhí)行機(jī)構(gòu)力量必須實(shí)現(xiàn)這些位移測(cè)量。這個(gè)運(yùn)動(dòng),可以傳授表是有限的不同方面的