長(zhǎng)沙理工大學(xué)近期引進(jìn)的GDS低溫高壓動(dòng)靜三軸ELCTAS自投入使用以來(lái)運(yùn)行良好，已用于相關(guān)科研項(xiàng)目。該系統(tǒng)以其先進(jìn)的控溫、高壓和動(dòng)態(tài)測(cè)試功能，為研究?jī)鋈谘h(huán)及力學(xué)特性提供了精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
長(zhǎng)沙理工大學(xué) 控溫動(dòng)靜三軸ELCTAS(HLF100kN)
此前，武漢理工大學(xué)也順利到貨了一套可燃冰水合物低溫高壓動(dòng)三軸測(cè)試系統(tǒng)ELCTAS，目前也已投入使用，項(xiàng)目組利用該設(shè)備開(kāi)展了一系列前沿性研究。
武漢理工大學(xué) 可燃冰水合物低溫高壓動(dòng)三軸測(cè)試系統(tǒng)ELCTAS
GDS開(kāi)發(fā)的低溫高壓可燃冰水合物動(dòng)靜態(tài)三軸測(cè)試系統(tǒng)（ELCTTS和ELCTAS）是國(guó)際領(lǐng)先的巖土工程試驗(yàn)設(shè)備，廣泛應(yīng)用于模擬復(fù)雜環(huán)境下的土體力學(xué)行為。該系統(tǒng)能夠在低溫、高壓條件下進(jìn)行動(dòng)態(tài)和靜態(tài)三軸試驗(yàn)，為研究?jī)鐾?、膨脹土、水合物砂等特殊土體的力學(xué)特性提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。
截至目前，ELCTTS和ELCTAS系統(tǒng)已在浙江大學(xué)、天津大學(xué)、中國(guó)海洋大學(xué)、青島理工大學(xué)、內(nèi)蒙古大學(xué)、吉林交通科學(xué)院、武漢理工大學(xué)和長(zhǎng)沙理工大學(xué)等多所高校和科研機(jī)構(gòu)成功應(yīng)用，并取得了諸多重要科研成果，以下是部分科研成果的簡(jiǎn)要介紹：
GDS低溫高壓動(dòng)靜態(tài)三軸系統(tǒng)
近期在巖土工程中的科研成果
1. 橡膠-砂膠結(jié)材料的力學(xué)特性研究
尹平保等學(xué)者利用ELCTTS系統(tǒng)，對(duì)橡膠顆粒、砂和聚氨酯膠黏劑組成的復(fù)合材料進(jìn)行了不固結(jié)不排水三軸壓縮試驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)，該材料在不同溫度、凍融循環(huán)次數(shù)和圍壓條件下表現(xiàn)出顯著的力學(xué)特性變化。結(jié)果顯示，材料的破壞強(qiáng)度和切線模量隨溫度降低而顯著增加，而凍融循環(huán)次數(shù)對(duì)其影響相對(duì)較小。這一研究為季節(jié)性凍土區(qū)樁基工程提供了重要的理論支持，有望解決凍融作用下樁基的穩(wěn)定性問(wèn)題。
2. 含水合物砂的力學(xué)特性數(shù)值模擬
孔壯壯等研究人員采用ELCTTS系統(tǒng)，結(jié)合修正摩爾-庫(kù)倫模型，對(duì)含水合物砂的力學(xué)特性進(jìn)行了三軸試驗(yàn)和數(shù)值模擬研究。通過(guò)模擬靜力觸探過(guò)程，建立了考慮水合物飽和度的錐尖阻力經(jīng)驗(yàn)公式。研究發(fā)現(xiàn)，水合物的存在顯著提高了砂土的強(qiáng)度和剛度，且錐尖阻力隨水合物飽和度增加而增大。這一成果為南海水合物儲(chǔ)層的開(kāi)發(fā)提供了重要的力學(xué)參數(shù)支持。
3. 高原山區(qū)樁-土體系的穩(wěn)定性分析
寇海磊等學(xué)者利用ELCTTS系統(tǒng)，研究了高原山區(qū)土體在凍融循環(huán)作用下的力學(xué)特性劣化規(guī)律。通過(guò)變水頭滲透試驗(yàn)和溫控三軸試驗(yàn)，建立了考慮土體結(jié)構(gòu)劣化的水-熱-力耦合模型。結(jié)果顯示，凍融循環(huán)導(dǎo)致土體滲透系數(shù)和孔隙比增加，黏聚力降低，內(nèi)摩擦角增大。數(shù)值模擬表明，樁基服役期間，樁周土體整體呈融沉趨勢(shì)，削弱了樁基的承載能力。這一研究為高原山區(qū)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供了重要的技術(shù)支持。
4. 凍結(jié)膨脹土的統(tǒng)計(jì)損傷模型
李新宇等研究人員利用ELCTTS系統(tǒng)，對(duì)凍結(jié)膨脹土在不同溫度、含水率和凍融循環(huán)次數(shù)下的力學(xué)特性進(jìn)行了三軸試驗(yàn)研究。結(jié)果表明，凍結(jié)膨脹土的偏應(yīng)力-軸應(yīng)變曲線隨溫度降低和含水率減小逐漸由硬化型向軟化型轉(zhuǎn)變?；诮y(tǒng)計(jì)損傷理論，建立了考慮溫度效應(yīng)的凍結(jié)膨脹土損傷模型，揭示了其宏觀力學(xué)特性劣化規(guī)律。這一研究為高寒地區(qū)膨脹土工程的設(shè)計(jì)和施工提供了重要的理論依據(jù)。
周林祿等學(xué)者利用ELCTTS系統(tǒng)，對(duì)纖維加筋砂土在循環(huán)荷載作用下的抗液化性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果顯示，纖維的存在顯著減緩了超孔壓的累積，提高了砂土的抗液化能力。隨著纖維含量的增加，砂土的抗液化性能進(jìn)一步增強(qiáng)。通過(guò)數(shù)值模擬，驗(yàn)證了纖維加筋對(duì)砂土液化響應(yīng)的改善效果。這一研究為地震多發(fā)地區(qū)的地基加固提供了新的思路和技術(shù)支持。
6. 循環(huán)荷載下飽和風(fēng)積土的累積塑性變形模型
姬歐鳴等研究人員利用ELCTTS系統(tǒng)，對(duì)飽和風(fēng)積土在不同初始靜偏應(yīng)力、動(dòng)應(yīng)力和圍壓作用下的累積塑性變形進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)合現(xiàn)有模型理論，建立了新的累積塑性變形預(yù)測(cè)模型。結(jié)果顯示，累積塑性應(yīng)變隨靜偏應(yīng)力和動(dòng)應(yīng)力的增加而增大，圍壓的增加則限制了塑性變形的積累。該模型能夠較好地預(yù)測(cè)土體在循環(huán)荷載下的動(dòng)力特性，為路基土的動(dòng)力災(zāi)害治理提供了理論依據(jù)。
GDS低溫高壓動(dòng)靜態(tài)三軸系統(tǒng)在巖土工程領(lǐng)域的多種復(fù)雜條件下展現(xiàn)了強(qiáng)大的試驗(yàn)和模擬能力。從凍融循環(huán)下的樁-土相互作用到地震作用下的抗液化性能，再到高寒地區(qū)凍結(jié)土體的力學(xué)特性研究，該系統(tǒng)為解決實(shí)際工程問(wèn)題提供了有力支持。
