非饱和土直剪仪应用：

Geo-Experts 的应力相关非饱和土直剪仪，可以用来测量0kPa 到1.5MPa吸力范围内，四个重要的机械和水力特性。四个特性分别是剪切强度，土水特征曲线，固结和体变。在给定应力状态下，SDSWCC定义了吸力和饱和度之间的关系。

当土样在净应力和/或吸力下固结，任何土壤体积的变化，水分含量都可以被连续监测。

仪器还可以在直剪仪内进行完成应力相关土水特征曲线试验，土水特征曲线完成后可以用同一个试样以进行吸力控制直剪试验之外，从而一举两得。

在给定的均衡净应力和/或吸力下，可以施加应变速率可控的剪应力或者剪应变。通过位移传感器（LVDT）还能测量剪切产生的剪胀或剪缩。

应力相关非饱和土直剪仪特性：

应力相关非饱和土直剪仪工作原理：

控制净应力和吸力

      Geo-Experts允许土样在K0应力条件下实验，任何竖向应力都可以在膨胀计环内加载到土样上。轴向力可以通过竖向气动加载系统伺服控制施加，并且采用内置水下荷重传感器和轴向位移传感器进行自动数据采集。

      另一方面，换用不同的高进气值陶土板，不同的技术用来加载和控制吸力以及剪切应力：

      1.   吸力控制轴平移技术 (ATT)
      这个技术要求底部安装高进气值陶土板（AEV）。孔隙气压（ua）加载到密封腔内，穿过试样顶部的饱和低进气值透水石加载到试样上。
      孔隙水压(uw)通过饱和高进气值陶土板保持为大气压。因而，基质吸力（ua-uw）等于加载的气压。吸力从0.1kPa到高净气值陶土板（AEV）。
      2.  剪切应力控制技术
      剪切应力通过水平静态液压作动器，以及数字式压力体积控制器实现闭环伺服加载及控制。
      水平剪切应力的测量采用内置水下荷重传感器进行，由于采用内置的方式不需要进行加载杆压力修正，也不受加载杆摩擦力的影响。水平变形采用高精度线性位移传感器进行数据采集。

固结过程和土水特征曲线的测量

       Geo-Experts 可以被用来观察特定净应力和吸力下的土样固结过程。体积变化（例如，剪缩/剪胀），特定净应力和吸力下的水分含量可以持续准确的被监测。通过轴平移吸力控制技术可以准确控制试样的吸力，通过电子天平可以连续测量土体脱湿或者吸湿的含水量变化，并且可以通过电脑实现含水量变化的自动测量和记录。由于采用了蠕动泵进行自动气泡冲刷，穿越陶土板逃逸的气泡会被从管路中消除，确保电子天平测量到的是实际含水量变化。 

       另外，当恒定的条件到达时，在给定加载的净应力和吸力下，等体积的含水量和饱和度可以被确定。因此，与水含量或饱和度关联的给定净应力和吸力，在全吸力稳态条件下的SDSWCC可以获得。

剪切过程测量

        Geo-Experts能够确定不同净应力和吸力下剪切过程中很多参数的变化，包括切变强度和任何由此引发的土样的体积和含水量变化。紧接着净应力和（或）吸力平衡，在不同应变速率下的剪应力可以加载。任何相应的收缩或者膨胀的反应都可以通过竖向LVDT（位移传感器）记录。
       可测全吸力范围内的脱湿和吸湿SDSWCC （土水特征曲线），吸力通过轴平移控制技术（ATT）进行控制。此外，测量的应力应变关系和不同应力状态下相关的体积变化，分别如图2(a)和(b)。

图 1.全吸力范围内的脱湿和吸湿SDSWCCs (Ng et al. 2011)

图2.剪应力和膨胀性与剪切过程中的水平位移变化的曲线(Tse & Ng 2008)

应力相关非饱和土直剪仪技术规范：

应力相关非饱和土直剪仪设备结构：

一般规格

备注：以上是单联设备组成，多联配置以实际配置为准。