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可燃冰低温高压三轴测试系统是英国GDS公司较新科研效果，可燃冰三轴仪是一款低温高压三轴仪系统，专门用于可燃冰和冻土的研究，是手艺先进的自然气水合物三轴仪，同时也可以用于通例土体三轴试验
。

可燃冰是自然气水合物的俗称，是近20年来在海洋和冻土带发明的新型清洁能源，可以作为古板能源如石油、碳等的替换品
。据估算，天下上可燃冰所含有机碳的总资源量相当于全球已知煤、石油和自然气的2倍
。

可是业界关于可燃冰的开采手艺的掌握尚未成熟，若是在可燃冰开采历程中泛起意外，自然气水合物被扰动并且释放到大气中将会导致严重的情形问题，以是必需提前对可燃冰举行深入的科学研究
。室内岩土试验室举行可燃冰研究的专用装备就是可燃冰低温高压三轴仪
。

 

英国GDS公司很早就介入了可燃冰三轴测试手艺领域，在多年前就给英国南安普敦大学提供了专门用于可燃冰研究的低温、高压共振柱测试系统
。除此以外，GDS也可以提供种种手艺规格的可燃冰新闻三轴试验系统
。

下图是GDS公司给英国南安普顿大学生产的低温高压共振柱，带有扭剪和轴向共振功效
。

可燃冰三轴试验基本要求：

可燃冰测试需要高压、低温情形；多相反压试验需要甲烷或者二氧化碳、氩气和水等辅助质料；需要在实验室制备或深海钻取样本；并需要配备低温试样准备事情区
。

GDS公司提供的可燃冰低温高压三轴试验系统性价比高，精度高，装备性能较高
。

可燃冰低温高压三轴仪系统组成：

（1）主机：

一套250kN虚拟无限刚度VIS轴向加载系统，带有IEEE数据传输接口用于和小我私家电脑毗连，闭环回路反响控制轴向力和压力板位移，轴向应力或者轴向位移可以长时间恒定，力值区分率为万分之± 1，位移区分率为0.1微米
。包括250kN荷重传感器
。

（2）三轴压力室：
关于可燃冰测试，推荐接纳不锈钢高压三轴压力室，可以用于测试最大直径100mm的试样，最大压力可达64MPa甚至是128MPa，包括5个液路连讨论和阀门
。

（3）压力/体积控制器：
GDS将会提供两套高级压力/体积控制器用于施加围压和反压，最大事情压力34MPa，带有自动压力和体积的溢出；
。体积精度为：丈量值的0.1%；压力精度：量程的0.1%；体积转变丈量和显示为1立方毫米（0.001CC），压力显示到8kPa
。反压前言可以为一氧化碳、甲烷和水等质料的混淆体
。

（4）试样底座和试样帽：
一整套试样底座和顶帽用于装置在100mm三轴压力室内，可用于种种排水和不排水实验，试样尺寸为50mm和70
。

（5）8通道GDS数据收罗系统：
16位，带RS232接口，可以给每个传感器提供+/- 5 V激励电压供应
。

（6）孔压传感器：
64Mpa，带GDS数据接口的电子联络头，精度为全量程的0.15%
。

（7）GDSLAB三轴测试软件，包括以下？椋

● 标准数据收罗要害？楹图用艹；

● 土样饱和与固结？椋喊˙检测，围压和反压饱和蠕变，各向同性固结试验；

● 标准三轴试验？椋嚎刹饪籽，包括U-U试验，C-U试验，C-D试验；

● 应力路径试验？椋合咝杂αβ肪 p-q，或s- t；

● K-0？椋喊↘-0固结和膨胀试验

● 高级加载？椋海ê稍乜刂，低频循环加载，用户可以自行设计应力路径），可以设置轴向荷载、轴向位移长时间恒定用于种种流变测试
。

（8）崎岖温温控箱，以及低温试样准备事情间：

自然气水化物只保存低温、高压的情形中，以是整个测试历程中温度控制是很是要害的环节
。温控箱最低温度可以抵达-40°C，控制精度可达0.5°C
。

别的，试样准备也必需在低温的情形中来置备，GDS也可以提供一个低温情形用于试样制备
。

（9）试样准备其他附件：

这些附件需使用者自行准备，包括：高压甲烷气瓶（可以在外地租赁，压力需大于测试需要）、二氧化碳气瓶、氩气等测试消耗品需要在外地找到供应源实现外地供应
。

ELCTTS是一套循环三轴系统，设计荷载从50kN到1500kN,加载频率最高为5Hz,10Hz，20Hz
。该系统的围压最大能到70MPa，由于使用了动态压力增强器，从而确保了围压可以获得准确的控制
。

可燃冰水合物动三轴测试系统ELCTTS手艺参数：

（1）轴向加载规模：50～500kN，静态或者动态可选

（2）围压规模：16MPa或者32MPa，甚至更高至100MPa

（3）温控规模：-40℃至 65℃，区分率0.01℃

可燃冰系统ELCTTS基于GDS新型液压加载荷载架：

液压荷载架系统用于土壤及岩石试验
。荷载架在横梁上装置液压动态作动器
。这使系统能够运行动态三轴应力/应变测试
。不必做任何调解，该框架也能举行标准静态试验
。该系统具有动态控制轴位移和轴应力的能力，并且若是加上一个可选的动态围压作动器（径向应力），则可同步举行动态应力路径测试
。

GDS荷载架刚度高并且设计确保在试样剪切时反冲较小
。刚度较小的荷载架，在试样破损临界点时，对试验效果会有不良影响
。由于实验中在这一要害点时，若是装备在高荷载下会屈从，试样破损后架子会爆发反冲，进而影响测试效果
。GDS包管设计的系统具有高刚度特征，在最大荷载时形成硬脊，从而战胜了这一难题
。

使用大直径三轴压力室，确保系统可以针对大颗粒试样，例如碎石，举行试验
。

手艺参数：

用户图片：

内蒙古大学ELCTTS 2016

吉林教科所 ELCTTS 2017

青岛理工大学ELCTTS 2017