课题组拥有先进的土体特性试验设备:全自动三轴试验系统(GDS、KTL)、全自动固结仪、土工微细结构测试系统(MAOS)、OKIO-5M摄影3D光学扫描仪、三维材料打印系统(SHINING-3D Print)等,并配备一系列数值分析软件和机器学习软件,能满足岩土材料从宏观到细观层面的试验需求。
课题组拥有2间实验室:岩土颗粒材料力学实验室和多场多尺度岩土材料损伤力学实验室,分别满足不同的试验需求。
岩土颗粒材料力学实验室:配备全自动三轴试验系统、全自动固结仪与电子显微镜等实验设备,主要满足岩土材料微细观力学性能试验需求;并配备有三维打印系统和工作站,能够实现颗粒材料形态的三维化打印与数值分析软件的执行与计算。
多场多尺度岩土材料损伤力学实验室:配备土工微细结构测试系统与光学扫描仪,振筛机等岩土材料试验辅助设备,实验室内存放有各类岩石与土壤颗粒样本,满足对试验材料的筛选,测试等需求。
课题组拥有3台工作站(RTX 4090、Xeno系列处理器),能够提供有限元、离散元分析(ABAQUS、EDEM、PFC3D等)所需算力,满足模型模拟实验需求。
试验设备
1. 全自动三轴试验系统(GDS、KTL)
全自动三轴试验系统(GDS、KTL)可以进行复杂应力环境下的土体抗剪强度指标测定,并能根据需求预先定义荷载加压步骤,实现应力路径控制,主要由压力控制系统、压力室、传感系统,控制系统,辅助设备等组成。
2. 全自动固结仪(AOS)
适用于饱和土和非饱和土的固结,能实现全自动运行、自动记录数据并自动控制实验。主要包括固结压力室、自动固结系统、传感系统、电机等。
3. 土工微细结构测试系统(MAOS)
该系统是基于加载架形式,通过步进电机和拉压力传感器进行闭环控制,可以达到最小0.25N的控制精度,可对单颗粒进行不同荷载的加载试验,并实现加载过程中的全自动控制与数据的自动采集。
4. OKIO-5M摄影3D光学扫描仪
该扫描仪可对岩土材料颗粒样貌进行高精度三维化扫描,捕捉颗粒形态数据,并在系统中使用各项指标对颗粒形态进行分析。
5.三维材料打印系统(SHINING-3D Print)
该系统由SHINING三维打印机与材料热压室组成,能够满足各类试验材料成型打印需求,用于各种复杂形态对岩土材料力学性能影响的模拟。
6. 岩土材料试验辅助设备
主要包括电子振筛机、材料烘干机、电子显微镜、各类试验耗材等。能够满足基础土工试验试样制备、微观颗粒形态试验等需求。
7. 多功能试验模型箱
多功能试验模型箱尺寸为1m × 1m×1.05m (长×宽×高),箱体材质为105工字钢,底部采用钢板加固,反力架可施加30t反力。该模型箱适用不同承载介质:土、岩、土-岩混合物试验,加载方式选择多样,可进行桩基压缩、拉伸、压弯组合、拉弯组合多种荷载形式的模型试验。