岩石力学室内试验装置的新进展——RMT-64岩石力学试验系统.pdf

第 1期 第 巧卷 土 岩 19 9 4 年 3 月 Roek a n d 力 V o l 15 N O l . 学 r Ma M e h a n ie s 50 1 . 199 4 . 岩 石 力学 室 内试 验 装 置 的 新 进 展 * R MT 一 6 岩 石 力 试 验 系 统 4 学 一 葛修 润 周百海 ( 中 国 科 学 院 武 汉 岩 土 力 学 研究 所 、 武汉 4 3 00 7 1) , 采 用 先 进 的 设 计 方案 独 特 的 结构 布 局 并采 用 了 计 算 机 直 接 控 制 和 自适 应 控 制 摘 文 , 技 术 研 制 了 一 套 功能 多 样化 体 积小 型 化 的 R M T 一 6 4 岩石力 学试 验 系 统 并进行 了初步 试 验研 , 究 。 , 、 该 系 统 进 行 单 轴 压缩 试 验 时对 脆性 明 显 的 岩类 大 都 能 在 纵 向 变 形 率 控 制 下 获 得 全 过 , 程 曲 线 而 使 用 进 口 的 电液 伺服 机 时 往 往 难 以 做 到 某 些 重 大 理论 问 题 提供 了 依 据 . 。 这 些 试 验 结果 已 经 为研 究 岩 石 力 学 的 由于 70 年 代 初 由 国 际 著 名 学 者 提 出 的 并 沿 用至 今 的 关 于 岩 石 I 型 n 型分类 准 刻与这些最 新 的试验 成果 不 相 符 合 作者认为 I 型 n 型 分 类 概 念 应重 新考虑 、 岩石 力 学 关镇词 前 ; ; 试 验 装t 。 室内 试 验 ; TU 4 巧 TU 45 8 中 图 法分 类 号 1 、 , 言 近 年 来 由 于 岩 石 力 学 基本理 论的 发 展 和 工 程 应 用 的 需 要 对 岩石 力 学 室 内 试 验方 , 、 , 、 法 试 验 内容 特 别 是 室 内试 验 装置 提 出 了 许 多 新 的 要 求 。 , 例 如 为 了 研 究岩 石 的 强 度 和 , 变 形 特 性 及 岩 石 发 生 破 裂 和 破坏 的发 展 过 程 对 岩 石 圆 柱 形 试 件 进 行 单 轴 和 三 轴 压 缩 试 验 测 定 其 轴 向 载 荷 和 轴 向变 形 及 与 横 向 变 形 体 积 变 形等 的 全 过 程 曲线 是 十 分 重 要 的 , , 众所 周 知 要 获 取 这 类 全 过 程 曲 线 传 统 的 试 验 机 无 法 满 足 要 求 , , 的 电 液伺 服 试 验 机 能 较 好 地 满 足 这 方 面 的 要 求 已 得到 相 当 广 泛 的应 用 岛津 公 司 等 最 为著 名 。 、 。 七 十 年代开 始 出 现 目前 电 液 伺 服 试 验 机 在 岩 石 力 学 领 域 , 国 际 上 生 产 这 类 试 验 装 置 的 以 M T S 公 司 In s tr o n 公司 和 。 , 。 国 内有 些 单位 也 在 试 制 这 类 岩 石 力 学 试 验 机 处 于 起 步 阶 段 从 技 术 性 能 上来 看 与 国 外 产 品 还 有 不少 差 距 , , 但 尚 。 近 十 年 来 国 内许 多 单位 已 经 进 口 了 为 数 不 少 的 电 液 伺 服 试 验 机 价 格 十 分 昂 贵 , , 。 但 从在 岩石 力 学领 域 的 使 用 情 况 看 这 些 国 外 制造 的电 液 伺服试 验机 的功 能还有 不 足 之 , 处 。 据 作 者 看来 这 些 从 国 外 引进 的 电液 伺 服 机 大 都 是 沿 用 了 材 料 试 验 机 的 设 计 方 法 , 在 设计时没 有 充分考虑 到 岩 石力 学 试验的 特点 求 试验机 具有 十 分 良好 的 动 态 性 能 。 。 , 为了跟踪 岩 石 峰值后 区 的 瞬态 变化 要 , 这 一 点在 设 计 上 也 没 有 得 到 充 分 重 视 。 因 此 采用 , 国 外 的 电 液 伺 服 机 对 于 脆 性 明显 的 岩 类在 纵 向 变 形 率保 持 常 数 的 条 件 下 进 行 单 轴 压 缩 收 稿 日期 * : 19 9 3 一 1 2 一 1 0 . 葛 修润 男 5 9 , , 岁 研 究员 博 士导 师 现 从 事岩石 力学 与试 脸研 究 , , , 实 脸 部 分 系 国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 ; 仪 器 研 制 部 分 系 中 国科 学 院 院 长 基 金 资 助 项 目 。 。 第 1期 土 岩 力 学 试 验 时 常 常 难 以 获 得 峰 值 后 区 特 性 曲线 这 就 是 说 试 验 过 峰 值 强 度 点 后 试 验 机 容 易 失 , 控 。 · 目 前 已 经 引 进 的 电 液 伺 服 试 验 机 采 用 的 都是 摸 拟 控 制 变 的 控 制 器参 数 。 。 其 主 要 特 点是 采 用 了 固 定 不 我 们认 为 这种 控制方 式很难与 岩石 力 学试验 的 要 求 相 适 应 , 件 是 整 个 闭 环 系 统 中的 一 环 。 它的力 学特 性将直 接影 响到 系统 特性 : 两个 显 著 特 点 一 是 不 同 岩 石 的 力 学 特 性 相 差 甚 远 中 其 力 学 性 能 在 不 断变 化 。 。 。 。 岩 石试 而 岩石 试 件具 有 二 是 同一 个 岩 石试 件 在 试验 过 程 以 峰 值 强 度 点 为分 界 的 前 区 和 后 区 特 性 更 是 截 然 不 同 、 固 定 不 变 的 控 制 器 参 数 显 然 难 以 保 证 试 验 机 始 终 保 持 良好 的 动 静 态 特 性 。 采用 。 业 已 进 口 的 用 于 岩 石 力 学 领 域 的 电 液 伺 服 机 的 功能 单 一 也 是 一 个 值 得 改 进 的 方 面 许 多 机 器 只 能 做 单轴 和 三 轴 的 静 态 压 缩 试 验 . 。 岩 石 和 混凝 土 材 料 在 周 期 载 荷 作 用 下 的 力 学 、 特 性 不 可 逆 变 形 的 积累 和 发 展 以 及 岩 石 疲 劳 破 坏 的 机 理 和 疲 劳 强 度 研 究 等 都 是 当 今 岩 石 力 学 界 十 分 关 注 的 研究 课题 。 国 内虽 然 已 经 引 进 了 相 当 数 量 的 电 液 伺 服 疲 劳 试 验 , 、 。 但 是 这 些 疲 劳 机 的 设 计 也 是 以 金 属 材 料 为 对象 以 拉 伸 弯 曲 等 为 主 要 的 试 验 方 式 而 岩 石 的 疲 劳 试 验 则 以 压 缩 状 态 下 的 周 期 载荷 试 验 为 主 而 且 对 机 器 的 轴 向 出 力 以 及 变 机 , , 形 测 量 方 面 的 要 求 都 与 金 属 材 料 的 疲 劳 试 验机 有 所 不 同 。 对 岩 石 节 理 面 力 学 特 性 的 试 验 研 究 也 是 岩 石 力 学 学 科 中一 项 十 分 重 要 的 研 究 课 题 节 理 的 力 学 指 标 更 是 岩 体 工 程 中必 需 具 备 的 基 本 力 学 指 标 之 一 。 验是 获 取 这 种 力 学 指 标 的 一 种 主 要 试 验方 法 。 , 节理 面 的直接 剪 切试 通 过 直剪 试 验 可 以 测 定 节 理 面 的 剪 切 强 , 、 度 与 剪 切 位 移 的 全 过 程 曲 线 研 究 法 向载 荷 法 向 位移 控 制 条 件 对 剪 切 强 度 的 影 响 以 及 , , 模 拟 地 震 时 反 复剪 切 运 动 对节 理 面 力 学 性 能 的影 响 等 。 自行 研 制 了 电 液 伺 服 直 剪 仪 但 很 少 见 到 定 型 的 产 品 。 , 、 国 内 外 一 些 单 位 为 了工 作 的 需 要 我 们 为 了 适 应 岩 石 力 学 学科 发 展 的需 要 为 了 满 足 岩 体 工 程 中关 于 室 内岩 石 试 验 的 , 、 要 求 在 分 析 国 外设 备 的 优 缺 点 的 基 础 上 专 门 设 计 研 制 了 一 套 功 能 多 样 化 体 积 小 型 , , 化 的岩 石 力 学 试 验 系 统 。 我 们采 用 了 先进 的设 计 方 案 独 特 的结 构 布局 并采用 了 计 , 算 机 直 接 控 制 和 自适 应 控 制技 术 。 , 。 在 技术水平上 以赶超 国 际 先 进 水 平 为 目标 R M T 一 6 4 岩 石 力 学 试 验 系 统 的技 术 性 能和 特 点 2 . 1 2 概 况 R MT 一 6 4 岩 石 力 学试验系 统 的 研 制工 作经过 多 年 的 努 力 业 已 完 成 。 研 制 过 程 中得 。 到 中 国 科 学 院 院长 基 金 的 特 别 支 持 这 一 套 功 能 多 样 化 的 试 验 装 置 既 可 以 作单 轴 和三 轴压 缩试验 也 可 以 作 节 理 面 的 直 剪 , 试验 。 其 突 出 的 优 点 之 一是 在 进 行 压 缩 过 程 和 直 剪 试 验 时 可 以 进 行 周 期 载 荷 下 的 疲 , 劳 试验 也可 以进 行 松弛试 验 02 H z 。 , R MT 一6 4 。 以 单 轴 和 三 轴 压 缩试 验 为例 , 周 期 载 荷 频 率 可 高达 岩 石力 学 试 验 系 统 可 采 用 三 种 不 同 的 控制 模 式 ; 即 载 荷 控 制 纵 向 变 形 , (应 变 ) 率 控 制 或 剪 切 位 移 率 和 横 向 变 形 (应 变 ) 率 控 制 。 , 机 器 的 动 态 性 能 十 分 良好 纵 向 变 形 率 可 高 达 l m m /s 这 就是 说 在 进 行 单 轴 压 缩 试 验 时 从 试 件 开 始 加 载 到 试 件 破 坏 的 , , , 整 个 过 程 不 超 过 1 秒 钟 而 且 这 瞬 间 变 化 的 全 过 程 曲线 能 实 时 显 示 在 显 视 屏 上 各 项 测 , , 52 199 4 葛 修 润 等 岩 石 力 学 室 内试验 装 置 的 新 进 展 一 R M T 一 6 4 岩 石 力学 试 验 系 统 : 量 数 据 由计 算 机 自 动 记 录 的试 验 曲 线 和 数 据 年 , 。 后 处 理软 件丰 富 试验 结 束 后 可 立 即 给 出 各 种 业 已 整 理好 。 , 众所 周 知 即 使 使 用 从 国 外 引 进 的 电 液伺 服 机 对 于 脆 性 岩类 进 行 单 轴 压 缩 试 验 时 也 , 很难 采 用 纵 向变 形 率 控 制 方 式 因 为在 这 种 控制 方式 下 机 器 很 容易 失 控 这 也是 美 国 M T S , , 公 司 等 推 荐 改 用 横 向变 形 率 控 制 方 式 进 行 试 验 的 主 要 原 因 、 、 。 由于 R M T 一 6 4 试 验 系统 优 良 的 静 动 态 性 能 在 纵 向 变 形 率 控 制 方 式 下 对 于 大 部 分脆 性 明 显 的 岩 类 均 可 测 得 全 过 , 程 曲 线 试 验 的 成叻 率 远 远 高 于 从 国 外 引 进 的 机 器 , 。 R M T 一 6 4 岩 石 力 学 试 验系 统 已 于 一 九 九三 年 十 二 月 十 六 日 。 定 参 加 鉴 定 会 的有 中国 科 学 院 院 士 及 各 方 面 的 专 家 , , 由 中 国科 学 院 组 织 鉴 : 他 们一 致 认 为 R M T 一 6 4 型 岩石 力 学 试 验 系 统 的 总 体 性 能 与 国 外 同类 型 试 验 装 置 相 比 已 经 达 到 国 际 领 先 水 平 . 2 2 。 R MT 一 6 4 岩 石 力学 试验 系 统 的 技 术 性 能 及 特 点 R MT 一 6 4 岩 石 力 学 试 验 系 统 由主 机 液 压 系 统 伺 服 控 制 系 统 计 算 机 控 制 及 处 理 系 、 统 四大部分组 成 。 、 、 , 、 整 个 系 统 具 有 良 好 的动 静 态 特 性 能 跟 踪 脆 性 岩 石 的 瞬 间 破 坏 对 大 部 分 岩 石 都 能 作 出 令 人 满意 的 试 验 结 果 、 、 。 , , 该 系 统 自动 化 程 度 高 试 验 功 能 多 操 作 简 , , 单 方便 保 护 功 能 强 屏 幕显 示 丰富 便于后 处 理 。 其 总体 性 能 指标 如 下 , : : ) 试 验 功 能 多 一 机 多 用 ; (2 ) 响应 快 跟踪 性能 好 纠偏 能 力强 ; ( 3 )超 调 技 术 特 点 (l , , , ; ; 小 稳 定性好 ; ( 4 ) 无 静 差 实 现 了 二 阶无 差 度 (5) 精度 高 (6 ) 自动 化 程 度 高 操 作 方 便 , 、 , ; 保 护 功 能 强 (7) 软 件 功 能 强 自适 应 实 时 控 制 丰 富 的 屏 幕 显 示 数 据 自 动 处 理 与 贮 存 , 后 处 理方便 , : 4 0 o kN 最 大 垂 直 动 载 荷 5 0 O k N ;( 2) 最 大 水 平 静 载 荷 . 、 (8 ) 伺 服 液 压 缸 行 程 4 0 m m ; F s ; (4 ) 系 统稳 定性 、 : 零漂 < 士 0 0 5 % . (6 ) 最 大 剪 切 变 形 量 1 sm m : (7 ) 三 轴 室 最 高 围 压 s o M Pa : 。 R M T 一 6 4 岩 石 力 学试 验 系 统 的 主 机 结 构 R M T 一6 4 同 的试 验 。 不 同 的 特点 、 、 、 系 统 的 主 机 由 刚 性 机 架 安 装底 座 三 轴 试 验 装 置 剪 切 试 验 装 置 二 个 高 , 。 性 能伺 服 液 压 缸 等 部 分 组 成 3. 1 , 最 大 水平 动 载 荷 3 o o k N ;(3) 系 统 精 度 < 0 5 % F s / h : (5 ) 最 大 压 缩 变 形 量 sm m 3 , 。 ) 最 大 垂 直 静 载 荷 6 o ok N 技 术 指 标 (l , , 、 各 种 试 验 装 置 的 安 装 十 分 方 便 更 换 不 同的 装 置 就 能 做 不 , 在 主 机 的 设 计 上 我 们 采 用 了 许 多 独 特 的方 法 使 得 这 台 试 验 机 具 有 许 多 与 众 , 。 多功 能 在 这 台 试 验 机 上 可 以 进 行 多种 岩 石 力 学 试 验 最 大 限 度 地 利 用 了 伺 服 系 统 的 能 力 基 , 本 能 够 满 足 工 程 应 用 和 基 础 理论 研 究 方 面 的 需 要 标见表 1 . 2 3 , 。 可 进行 的 试 验类 型 和 达到 的技 术 指 。 结构独特 为 了 满 足 多 功 能 的 要求 在 总 体 设 计 上 采 用 了 与传 统 方 式 不 同 的 结 构 , ) l ( : 水 平 剪力 由 拉 力 提 供 使作 用 力 与 反 力 基 本 平 衡 省 去 了 笨 重 的 反 力 座 ; ( 2 ) 垂 , , 直 加 荷 油 缸 上 置 使 底 座 有 足 够 的 空 间 来 安放 各 种 试 验 装 置 ; (3 ) 机 架 刚 度 远 小 于 一 般 , 第 l期 岩 53 学 R MT 一6 4 岩 石 力 学试 验 系 统的 试验 类 型 和 技 术 指 标 b l Te s t ty Pe s s te m a d te e h n ie a l in d ie e s o f R M T 一 6 4 s y n . 试 件 尺 寸 (m m ) 控 制方式 单轴 压缩 力 表1 a T 试脸 类 型 土 技 标 指 纵 向 或 横 向 变 形 (应 变 ) 率 保 持 均 速 可 在 任 意 点 进 行 纵 向变形 , 切5 0 x 10 0 ~ 1 10 或 横 向变 形 松 弛试 验 应 变 率 范 围 l x lo 中5 0 x 10 0 纵 向 变形 三 轴 压缩 术 一 2 ~ 10 一 / ’ s 纵 向 变 形 (应 变 ) 率 保 持 均 速 可 在 任 意 点 进 行 松 弛 试 , 脸 应 变 率 范 围 l x lo 单轴疲劳 向 轴 中 5 0 x 1 00 ~ 1 1 0 力 向 轴 p 50 x 100 力 、 剪 法 向 30 0 x 力 2 0 x 200 0 或 位移 速 率 直剪疲劳 法 向 30 0 汉 2 0 0 城 2 0 0 ‘: = ’ s : 最 高 围 压 5 0 M Pa / 20H z 、 一: 、 : 最 高 围 压 5 0 M Pa 二 Zo H z 法 向 力 恒 定 剪 切 位移 速 率 保持 常 数 , 一 ,m m /s 法 向力恒 定 : 或水 平力 一 、 最 高 速 率 为 l x 10 力 ~ 一0 正弦 波 三角 波 方 波 F二 直 2 正弦 波 三 角 波 方 波 F, 三抽 疲 劳 一 、 水平 加 载 正 弦 波 三 角 波 方 波 F二 1 : = SH z 的伺 服 刚 性 试 验 机 这 是 经 过 严 密 的 分 析 计 算 而 确 定 的 , 小 巧 而 紧凑 重量也大 大减轻 了 , 、 。 由于 以 上 这些 特点 整 体 结构 , 。 . . . . 、、 肠 、电 ~ . ~ 、、 、、 . 、 \ 二 ’ 、、 . 、、 、 . 、、 、 、 鑫 “、 、、 比 ~ ~ . 1 . 机 架; . 2 6 O0 k N 3 伺 服液 压 缸 ; . 载 荷 传 感 1 . 机架; . 2 . 06 0 k N 伺 服 液 压 缸 器 ; 4 加 力 活 塞; . . . . 器 ; 4 上垫块 ; 5 试件 : 6 位移传感器 ; 7 下 垫 块 . 件 . 8 刚性 座 F ig l . 图 1 单 轴 试 验示 意 图 Se he a tie m d ia g a m r o f a x ia l 8 , . 位 移 传感 器 5 ; 图 2 te s t s F ig 2 . Seh m e a tie . 三轴室 ; 9 . 下 垫块 3 ; 6 , . . 载荷 传感 上垫块 ; 10 . 7 . 试 底座 三轴 试 验 示 意 图 d g a i ra m o f s ts xa ia l te tr i 葛 修 润 等 岩 石 力学 室 内试 验 装 置 的 新进 展 一 R M T 一 64 岩 石 力 学 试 验 系 统 : 3. 3 : n 1 7 7 , . , 杯 一l w e 自平 衡式 三 轴 试 验 装 置 在 传 统 的 三 轴 室 中 加 力 活 塞 的运 动 会 造 成 围 压 的 波 动 我 们设 计 了 自平 衡 式 三 轴 试 , 验装 置 。 , 在 几乎不 增 加体积和 重 量 的 情况 下 消除 了 活 塞 运动 造成 的 围 压 波 动 同 时也 , , 抵 消 了 围 压 对加 力 活 塞 的 作 用 力 试 验 过 程 中围 压 始 终保 持稳 定 , 置 同时 还 提 高 了 试 验 的 准 确 度 和 系 统 的 效 率 , 了 非 线 性 对 系 统 的影 响 3. 4 。 。 这 样 就 省 去 了稳 压 装 该装 置运 动副 之 间的 摩 擦 力很 小 消除 , 。 高 性能 伺 服 液 压 缸 。 液 压 缸 是 系 统 的 执 行机 构 它 的 性 能 直 接 关 系 到 整 个 伺 服 系 统 的 性 能 我 们 在 设 计 中 充 分 考 虑 了 岩 石 力 学 试 验 对 系 统 动 态 特 侄的 特 殊 要 求 液 压 缸 为 对 称 结 构 并 采 用 了 , , , 先 进 的多 级 组 合 密 封 方 式 大 大 地 提 高 了 系 统 的线 性 和 响 应 速 度 消 除 了 极 限 环 与 爬 行 , 现象 3. 5 , 。 剪切 试验 装置 ‘ 、、、 、 【 剪 切试 验 时 的 法 向 与 } 、 水平 向的 载荷 位 移 均为 , 伺 服 控 制 整 个剪 切 装 置 } 与主机的各接触面 之间 均 装 有 滚 动 体 以 使摩 擦 , 力 减至最 小 。 . 卜 “ 尸 ‘ 门 有专 门的 ! 升降装置供 装取试 件使 用 。 、 操作 简 单 方 便 。 { 一 . 协 口 卜 i 〔二 厂下 l R M T 一 64 系 统 的 单 轴压缩试验 三 轴压缩试验和 , 剪切试验装 置 的 示 意 图 分 别见 图 1 2 和 图 3 、 。 R M T 一 64 4 岩 石 力学试 验系统 的伺 服液压 源 k N 伺服 缸 0 1 6 0 . 下垫 板 ; 2 . 载荷传 感器 . 3 上垫板 ; . 0 40 k N 伺 服 缸 , 1 . 1 , . 7 下 剪切 盒 . 载 荷 传 感器 , 12 图3 Fi g 3 伺 服 液 压 源 的作 用 是 4 . 6 上剪切 盒 . 、 , , . 8 . . 滚 动体, 滚动 体 , 9 ; 13 承 力横梁 5. 拉杆; . . 滚动体 剪 切 试 验示 意 图 Sehem a t ie d ia g r a m o f s he a in g r t ts s e 向 液 压 缸 提 供 恒 温 恒 压 的 稳 定 液 流 它 提 供 的 流 量 既 要 满 足 系 统 工 作需 要 又 要 尽 量 减 小能 耗 。 , 。 为此 我们作 了 精 心 的设 计 使之 与系 统相 匹 配 , , 设 置 了 热交 换 器 以 稳 定 油 温 设 置 了 三 级 过 滤 装 置 来 净化 液 压 油 以 满 足 精 密 伺 服 系 统 的 要 求 , 、 、 系统 超温 超 压 泄 漏 和 滤 油 器 堵 塞 等 多 种保 护 及 报 警装 置 : ; 液 压 源 技 术 指 标 工 作 压 力 21 M P a 4 0 U ~ 4 5 ℃; 5 油 泵 型 号 C Y 一 Y 132 M 一 4 ; R M T 一 6 4 的 伺 服 控制 系 统 。 。 同时还设置 了液压 液 压原 理 见 图 4 。 额 定 流 量 16L / m ; 过 滤 精 度 1 0 拼m ; 工 作 油 温 : 电 机 功 率 7 sk w . 。 第 1期 土 岩 力 学 伺服 控 制 系统 是 整个 闭 环 系 统 中 , 的重 要 部 分 它 的 主 要 作用 有 二 个 : 一 是将计算 机 发 出 ! 扇因 甲 。 { 尹 :、 的指 令 信 号 经 伺 服 放 大器 传 送 给 电 液 伺服阀 以控 制 系 统 的 工作 状态 。 二是 辉 生 3 4 令 将 系 统 的 反 馈 信号 经 传感器 和 二次 仪 1 . 粗毖油器 2 , . 电动机 表传送 到计 算机 系 全阁 , 7 次 级建油 器 统 以便对 数据 进 流阀 ; 12 , 行 处 理 和 贮存 。 . 能器 , , 同 图4 时 还可 以通 过 X 一 Y 。 记 录 仪 和 数 显 表 显 示 试 验 的进 程 和 参 数 。 . . , 油泵 . 8 电盛 滋 流 闷 . 单 向阅 ; 13 电 液 伺服 闷 5 压 力表 10 9 精逮油器 . . ; . , . 6 安 单 向节 伺服 液压 缸 o f h e h yd r t a u l ic in R M T 一 6 4 s s te m y 此 外 它 还 可 以 向 伺 服 阀 提供激 振信 号 以 改 , , 这 个部 分 主 要 由 电 液 伺 服 阀 伺 服 放 大 器 二 个 力 传 感 器 及 , , 二 次 仪 表 八个 位 移 传 感 器 及 二 次 仪 表 数 显 表 X 一 Y 记 录 仪 操 作 面 板 等 组 成 、 , , , 、 、 及 二 次 仪 表 均 是 专 门 设 计 加 工 的 具 有 精 度 高 稳 定 性 好 频 宽大 的 特 点 , 见图 5 . R M T 一 64 的 液 压 系 统 原 理 图 P in e iPle r Fig 4 . 善 其动 态 响 应并 减小 迟滞 . . 11 , 。 。 传感器 控制 系统 原 理 。 字 控制器 保护 判断 系 障 信 统 故号 服 放大器 数 函 数 发生器 A · 屏幕 显示 ‘ 数 据 贮存 ‘ 伺服 阀 伺 、 , 户, 试 件 创匕 匕 一 口马 — 认衣 瓜 X 一 Y 绘 图仪 召劝 作 动筒 数显 表 记 录仪 F ig 5 Pr in e iP le . 6 o f th e e o n tr o l sys t e m in R M T 一 6 4 R M T 一 6 4 的计 算 机 控 制 及数 据处 理 系 统 这个 系 统 由一 台 A sT 38 6 /3 计 算 机 一 块 高 性 能 A /D , 、 D /A 数据 采集 板 以及 一 台 绘 , 56 19 9 4 : 葛修 润 等 岩石 力 学 室 内 试验 装 置 的 新 进展 一 R M T 一 6 4 岩 石 力学 试 验 系 统 图仪 组 成 R MT 一6 4 。 。 系 统 的运 行 是 在 计 算 机 直 接 控 制 下 进 行 的 年 我 们 采 用 了 先进 的 自 适 应 控 制 方 法 它 能 随 着 控 制 对象 的 参 数 变 化 而 不 断 改 变 控 制 器 的 参 数 使 系 统 始 终 处 , , 于 一 种 最优 控制 状态 结果 据 。 。 。 , 这 样 无论 试 件 的 力 学 特 性 如 何 变 化 都 能 获 得 令 人 满 意 的 试 验 , 在 试 验 进 行 的 过 程 中 能在 屏 幕 上 实 时 显 示 主 要 的 试 验 曲 线 加 载 波 形 和 试 验 数 , , 同 时 所 有 的 试 验 数 据 都 由计 算 机 采 集 并 贮 存 试 验 结 束后 可 以 马 上 给 出 试 验 结 果 , , 和 各 种 试验 曲 线 , 。 。 整 个试 验 机 系 统 的 自 动 化 程 度 很 高 没 有 传 统 的 控 制 仪 表 , 、 在 屏 幕 上 显 示 操作 简单 方 便 , 。 试 验 参数 用 键 盘 输人 并 整 个 试 验 过程 完 全 是 自动 进 行 的 试 验 达 到 执 定 值 后 能 , 自 动 卸 载 并 回 到 初 始 状 态 在 无 人 管理 的 情 况 下 也 不 会 出 现 间 题 由 于 计 算 机 参 与 系 统 , , , 具 有 多 种 保 护 功 能 能 避 免 意 外 的损 坏 , 。 (待 续 ) 命银 我 国 岩 j 苏才 学 试 验 技 术 的 重大 进 展 中 科 院 院 长 基 金 特别 支 持 项 目 代 表 国 际 领 先 水平 的 R M T 一 “ 岩 石 力 学 试脸 系 统 最 近 由 中 国 科 学 院 武 汉 岩 、 土 力 学研 究 所研 制 成功 : , 于 1 9 9 3 年 12 . 月 1 6 . 日 在 武 汉 通 过 了 由 中 国 科 学 院组 织 的 专 家 鉴 定 参 加 鉴定 的 专 家 一 致 认 为 该 系 统 设 计 新 顺 技 术 先 进 与 国 内外 同 类 试 脸 机 相 比 较 在 整 体 技 术 上 达 到 国 际 领 先 水 平 该 系 统 的 研 制 成 , , , 有 良好 的 出 口 前 景 . 。 师 。 R MT 一 、 、 . , 该系 统 的 研 制 成 功 标 志 若 我 国 岩 石 力 学 试 脸技 术 跃 上 了 一 个 新 的 台 4 岩石 力 学试 脸 系统 是 由武汉 岩土 力学所 葛修 润研 究员主 持研 制 的 周 百 海 工程师 为该 系 统 的 主 设 计 6 , 、 , 该 研 制 组 在 广 泛 调 研 国 内外 岩 石 力 学 试 脸 技 术 现 状 的 荃 础 上 经 过 数 年 攻 关 研 制 成 功 了 这 套 技 术 先 进 具 有 多 功 能特 点 的 电液 伺服 控 制试 脸 系统 (D , 、 专 家组 成 员 学 部 委 员 华 中 理 工 大 学 校 长 著 名 机 城 工 程 专 家 杨 叔 子 教 授 认 为 该 系 统 采 用 的 数 字 化 技 术 代 表 了 试 验 机 今后 发 展 的 方 向 阶 , , 使 得 同 行 可 以 开 展 许多 以前 无 法 升 展 的 研 究 工 作 对 岩 石 力 学 的 学 科 发 展 有 重 要 意 义 它 可 替 代 进 口 产 品 具 , 功 , . D C 方式 · , , . R MT 一 6 4 系 统 采 用 了 独 特 的 设 计 方 案 整 个试 验过 程 完全 由 计算 机 直 接 控 制 , 自动 化 程 度 高 控 制 终 端 屏 幕 显 示 功 能 丰 富 能 实 时 显 示 试 脸 曲 线 和 数 据 , , 件 试 脸结 束 即 可 得 到结 果 , 。 该 系 统 另 外 一 个 最 大 的 特 点 就 是 试 脸 成 功率 高 , , 配有各种后处理 软 明显 优 于 国 内 外 同 类 试 脸 机 。 目前 岩 石 力学 纵 向 变 形控 制 下 的 单 轴压 编试 脸成 功 率 很低 而该 系 统却能 对 大多 数 岩 石 都傲 出 令 人 油 意 的 试 脸 结 果 , 控 制 台上 无 需复 杂 的 调 节 旋钮 和 开关 整 个摄 作都 是在 计算 机键盘 上进行 的 既 简单 又 方便 , , 该 系 统 研 制 得 到 了 中 国 科 学 院 院 长 爹 金的 特 别 支 持 . 果 在 科研 人员 运 用 该 系 统 做 了 许 多 以 前 无 法 开 展 的 研 究 工 “ ” 作 成 功 地 完成 了 国 家 自 然 科 学 墓 金 和 中 国 科 学 院 择 优 支持 的 八 五 重 点 墓 础 课 题 的 研 究 , 。 。 , 取 得 了令 人满 意 的 结 . 据悉 , 购买 事宜 。 国 际 市场 , 在 研 制 阶段 中 瑞典 , R M T 一6 4 、 、 香 港 等 大 学 的 学 者 专 家 对 该 系 统 给 予 了极 高 的 评 价 并 表 示 待 鉴 定 后 将 着 手 洽 谈 系 统 以 其 优 良的 性 能 , 明 显低 于 国 外同类 产 品的价 格 具有 很 强 的竞 争 力 为此 将 结束 中 国高 性 能试 脸机 只能 进 口 不 能 出 口 的历史 , , , . 预计 不久将进人 。 ( 陈 继荣 )