隨著時(shí)代的變遷和客觀需求的驅(qū)使，巖土測試技術(shù)變得越來越成熟和細(xì)致。巖土測試也是解決工程問題的基本手段。土壤特性和力學(xué)的定量描述是通過的實(shí)驗(yàn)獲得的。固結(jié)測試是土壤測試的基本測試方法，氣壓固結(jié)儀用于測量土壤的各種可壓縮性指標(biāo)。但是，考慮到建筑施工的應(yīng)力狀態(tài)不同于常規(guī)試驗(yàn)的應(yīng)力狀態(tài)，采用應(yīng)變控制的固結(jié)試驗(yàn)方法的發(fā)展更加符合實(shí)際工程。
氣壓固結(jié)儀的控制系統(tǒng)通過快速建立的，高精度，高分辨率，多路復(fù)用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，適合于低帶寬輸入信號(hào)。它可以實(shí)現(xiàn)50kSPS的大通道掃描數(shù)據(jù)速率，并獲得17位無噪聲的*建立的數(shù)據(jù)位。數(shù)據(jù)采集??頻率為每秒200次，并且在傳感器的整個(gè)范圍內(nèi)，采集精度均不到千分之一。該系統(tǒng)在控制軟件中將步進(jìn)電機(jī)速度調(diào)節(jié)周期設(shè)置為10毫秒。系統(tǒng)設(shè)置軟件定期每10毫秒中斷一次，將收集到的當(dāng)前壓力與目標(biāo)壓力進(jìn)行比較，執(zhí)行PD算法，并控制電動(dòng)機(jī)速度。經(jīng)過實(shí)際調(diào)試和驗(yàn)證，可以在2秒內(nèi)加載目標(biāo)壓力，控制精度誤差在1％以內(nèi)，*固結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)范的要求。
氣壓固結(jié)儀實(shí)時(shí)收集壓力傳感器的當(dāng)前壓力，并將其與實(shí)驗(yàn)前的預(yù)設(shè)壓力值進(jìn)行比較以計(jì)算壓力偏差，然后根據(jù)壓力偏差計(jì)算出合適的電動(dòng)機(jī)加載速度，并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)執(zhí)行負(fù)載控制，目標(biāo)壓力越近，速度將越慢，從而防止壓力過沖并在應(yīng)力控制范圍內(nèi)形成閉環(huán)控制。在應(yīng)變實(shí)驗(yàn)過程中，控制步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度，根據(jù)齒輪的減速比和螺距計(jì)算出電機(jī)的剛性位移，并根據(jù)電流計(jì)算出壓力傳感器本身的變形傳感器的壓力值，然后獲得實(shí)際土壤樣品的變形量。使用百分表進(jìn)行校準(zhǔn)檢測，實(shí)際測量值精度誤差小于0.001mm，以更好地控制實(shí)驗(yàn)。
