空心圓柱系統(tǒng)多年來被科研機(jī)構(gòu)所采用，它通過控制施加到土樣上的三個主應(yīng)力的大小和方向，可以給土樣施加復(fù)雜的應(yīng)力路徑?？蛇x動態(tài)和靜態(tài)的系統(tǒng)以及局部的小應(yīng)變測量。GDS空心圓柱系統(tǒng)可用于很多試驗(yàn)，包括本構(gòu)模型的驗(yàn)證，地震活動中土體動力響應(yīng)研究.
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GDS空心圓柱設(shè)備（HCA）可以給空心圓柱土樣施加旋轉(zhuǎn)位移和扭矩。這套設(shè)備可以控制 3個主應(yīng)力的大小和方向?？蛇M(jìn)行以下研究：
? 土的各向異性
? 主應(yīng)力旋轉(zhuǎn)的效應(yīng)
? 中主應(yīng)力旋轉(zhuǎn)的效應(yīng)
空心圓柱系統(tǒng)（HCA）可以完成一系列的應(yīng)力路徑試驗(yàn)。加載系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)控制，應(yīng)變直接在試樣上測量。這些應(yīng)變也可以伺服控制。可以在以下試驗(yàn)條件下研究:
? 平面應(yīng)變
? 簡單剪切
? 非常小的剪切應(yīng)變
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0~2、0~5Hz、0~10Hz可選，美國ASTM規(guī)范對動態(tài)試驗(yàn)的頻率要求是1Hz，最快的交通荷載主頻一般也不會超過5Hz（5Hz接近等同于480km／h的高鐵荷載）。
經(jīng)過綜合考慮，GDS空心圓柱圓柱選用伺服電機(jī)控制，有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）0~10Hz和低于25kN的試驗(yàn)中有很好的表現(xiàn)，尤其適用于0~1Hz的地震試驗(yàn)研究。
（2）功耗小，試驗(yàn)成本低。
（3）環(huán)境噪音：電機(jī)形式<50分貝，可于辦公室區(qū)域使用。
（4）動態(tài)頻率耦合：不同于液壓耦合有折損，電機(jī)型各向加載頻率可獨(dú)立加載，耦合加載時不相互影響（如果雙向都可以獨(dú)立施加5Hz，最后耦合頻率可達(dá)5Hz）。
（5）圍壓平衡方式：使用機(jī)械式平衡錘，主動進(jìn)行圍壓平衡。在需要動態(tài)圍壓控制的三軸系統(tǒng)中，機(jī)械式平衡裝置完全平衡掉軸壓對圍壓的影響。
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該系統(tǒng)具有較高的軸向和扭轉(zhuǎn)剛度，并具有最少量的齒隙和摩擦：
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從而使機(jī)器能夠很好地適用于小應(yīng)變測試，直至高負(fù)荷和高應(yīng)變測試。
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試樣尺寸、荷載、壓力可以選擇來確保系統(tǒng)特殊定制來適應(yīng)實(shí)驗(yàn)和預(yù)算要求。
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可以用作三軸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
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通過改變底座，系統(tǒng)可以轉(zhuǎn)換成全功能的動態(tài)三軸試驗(yàn)系統(tǒng)。
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允許靜態(tài)壓力控制器用于圍壓加載，動態(tài)實(shí)驗(yàn)時不會產(chǎn)生明顯波動。
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空心圓柱基本系統(tǒng)硬件組成如下圖，可選擇更多硬件以滿足不同測試需要。
例如，可選大型壓力室最大試樣直徑200mm，可以在試樣周圍提供額外的空間用于安裝傳感器可選局部應(yīng)變傳感器（霍爾效應(yīng)6mm范圍；LVDT5mm或者10mm范圍；非接觸性Proximity傳感器0.9到6mm范圍），內(nèi)部LVDT夾具等。
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10/100,10/200,12/200,
15/400,20/100,20/200
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100/60/200 or 200/160/400 (OD,ID,高度)
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700 X 700 X 1000mm (不含壓力室)， 1450mm (含壓力室)， 2350mm（含壓力室提升架）
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新型高速數(shù)字控制與采集系統(tǒng)ADVDCS V2
ADVDCS V2基于現(xiàn)代化的高速32位處理內(nèi)核，具有8個同步采樣24位通用模擬輸入通道，可連接GDS的任何傳感器。高速數(shù)字總線技術(shù)允許實(shí)時傳輸傳感器數(shù)據(jù)，使其成為高速數(shù)據(jù)采集的理想選擇。ADVDCS V2支持伺服電機(jī)和液壓作動器的全數(shù)字控制，可實(shí)現(xiàn)對作動器進(jìn)行精確、精細(xì)和無噪聲控制。
自適應(yīng)控制是一個劃時代的技術(shù)改善了設(shè)備的動態(tài)荷載控制表現(xiàn)，因而增強(qiáng)了試驗(yàn)精度GDS自適應(yīng)控制固件算法根據(jù)觀測到的試樣剛度，自動調(diào)整控制增益值，無需用戶預(yù)先輸入試驗(yàn)剛度的優(yōu)先值。這也帶來了另外的優(yōu)點(diǎn)，來確保試驗(yàn)中正確處理試樣剛度改變。
舉一個液化試驗(yàn)中的例子，過程中當(dāng)土樣液化時，試樣剛度明顯的減小。當(dāng)用設(shè)備運(yùn)行GDS自適應(yīng)控制時，固件自動根據(jù)動態(tài)試驗(yàn)的試驗(yàn)進(jìn)程，基于土樣的剛度變化優(yōu)化控制增益值。能持續(xù)不變的施加荷載振幅到試樣上。
以下試驗(yàn)結(jié)果基于SS-HCA動態(tài)系統(tǒng)，頻率為5Hz。注意：選用不同頻率結(jié)果不同。
典型試驗(yàn)結(jié)果
