探討評估 G max的不同方法，包括：
概述為什么你應(yīng)該評估這個關(guān)鍵參數(shù)
解釋標(biāo)準(zhǔn)評估測試方法
探索彎曲元件測試方法的細節(jié)
通過三軸系統(tǒng)查看 Bender Element 的典型配置
介紹Wykeham Farrance的新型Bender Element 系統(tǒng)的優(yōu)勢
巖土工程師的重要角色之一是預(yù)測地震、爆炸或機器和交通振動導(dǎo)致的土壤行為和土壤結(jié)構(gòu)相互作用，以提高建筑基礎(chǔ)設(shè)施的安全性。
為此，工程師需要執(zhí)行各種巖土工程應(yīng)用所需的低應(yīng)變動態(tài)分析。其關(guān)鍵參數(shù)之一是評估土壤初始或最大剪切模量 G max，通常與約 0.001% 及以下的剪切應(yīng)變水平相關(guān)。
標(biāo)準(zhǔn)方法
通常，評估此參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)方法是執(zhí)行共振柱測試。它包括動態(tài)地激發(fā)圓柱形土壤樣品的頂部，該樣品被限制在底部，電機產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力。振動的基本模式由最大運動確定；共振頻率、剪切波速度 S-Wave 和使用彈性理論計算的剪切波模量。然后根據(jù)運動幅度計算相應(yīng)的剪切應(yīng)變。
還有另一種方法……
由于大學(xué)開展的研究，土壤力學(xué)測試行業(yè)開發(fā)了一種更簡單、更快、更經(jīng)濟的解決方案，該解決方案與三軸系統(tǒng)一起工作并測量最大剪切模量 G max：彎曲元件系統(tǒng)。
什么是彎曲元件系統(tǒng)？
Bender Element 系統(tǒng)由壓電陶瓷發(fā)射器和接收器組成，它們通電以產(chǎn)生穿過土壤樣品的剪切波。剪切波從發(fā)射器到接收器的傳播時間是通過特定軟件確定的，該軟件允許用戶快速輕松地計算剪切波速度。彈性體中剪切波傳播理論的應(yīng)用表明，通過測量剪切波速度 V s ，土壤的剪切模量 G max的值由下式給出：
G最大值= ρ · V s 2
其中 ρ 是土壤樣品的質(zhì)量密度。
壓電陶瓷彎曲元件如何工作？
壓電陶瓷彎曲元件是一種機電換能器，可將機械能（運動）轉(zhuǎn)換為電能或電能。
單個彎曲元件由兩個薄壓電陶瓷板組成，它們通過它們之間和外邊緣上的導(dǎo)電表面剛性粘合在一起。
每個板中陶瓷材料的極化和電連接是這樣的，當(dāng)向元件施加驅(qū)動電壓時，一個板伸長而另一個板縮短。
最終結(jié)果是彎曲位移，其幅度大于兩層中任一層的長度變化。
換句話說，當(dāng)彎曲元件被迫彎曲時，一層會受到拉伸，而另一層會受到壓縮：這將產(chǎn)生一個可以測量的電信號。
Bender Element 系統(tǒng)如何與三軸系統(tǒng)配合使用？
在土壤力學(xué)應(yīng)用中，彎曲元件安裝在插件中，固定在三軸電池的底座和頂蓋中。它們首先從邊緣突出到土壤樣本中并充當(dāng)懸臂。
當(dāng)被激發(fā)時，彎曲元件從一側(cè)彎曲到另一側(cè)，將土壤推向垂直于元件長度的方向，從而與土壤產(chǎn)生很大的耦合因子。
這會產(chǎn)生一個剪切波，它平行于元素的長度傳播到土壤樣本中。
在土壤樣品的另一端，另一個彎曲元件被迫彎曲，產(chǎn)生可測量的電信號。
Wykeham Farrance 的新型一體化彎曲元件系統(tǒng)怎么樣？
我們創(chuàng)新的自動化系統(tǒng)由單個主信號調(diào)節(jié)控制單元（系統(tǒng)的大腦）組成，包括：
波形發(fā)生器
模擬到 PC 接口
一個虛擬示波器軟件
所有連接電纜
Bender Elements 由波形信號發(fā)生器（電源和測量系統(tǒng)）激發(fā)。將電輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過接口傳輸?shù)絇C，并通過虛擬示波器軟件進行處理。
系統(tǒng)可以通過應(yīng)用特定算法自動估計剪切模量 G max 。此外，用戶還可以手動評估此參數(shù)，從而在解釋數(shù)據(jù)時留下靈活性。
此外，新系統(tǒng)允許測量縱向 P 波，從而測量縱向模量或約束模量 M max
總而言之，我們新的 Bender Element System 的主要優(yōu)勢是什么？
易于安裝在三軸系統(tǒng)中
快速且經(jīng)濟：彎曲元件系統(tǒng)允許估計最大剪切模量 G max避免使用更復(fù)雜的設(shè)備，如共振柱系統(tǒng)
主信號調(diào)理單元的全新緊湊設(shè)計，包括波形發(fā)生器、模擬到 PC 接口、虛擬示波器軟件
用戶友好的軟件允許自動估計G max
可以測量 P 波速度和縱向/約束模量 M max
如果您對 Bender Elements System 的使用和應(yīng)用有任何疑慮或更多問題，請隨時與我們聯(lián)系
