實(shí)驗(yàn)名稱：功率放大器在顆粒形狀特征的表征及對(duì)砂土剪切模量影響的研究中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：函數(shù)發(fā)生器、功率放大器、激發(fā)端彎曲元、電荷放大器、示波器等。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/span>通過數(shù)字圖像處理技術(shù)對(duì)顆粒形狀特征的表征以及實(shí)際砂土顆粒的形狀特征進(jìn)行研究，研究砂土顆粒形狀特征與剪切模量間的關(guān)系。

實(shí)驗(yàn)過程：

（1）實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建：

剪切波信號(hào)首先由函數(shù)發(fā)生器生成，函數(shù)發(fā)生器的輸出信號(hào)電壓較小，為了提高信號(hào)強(qiáng)度，在信號(hào)輸入激發(fā)端彎曲元之前通過ATA-4011高壓功率放大器對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大。經(jīng)過放大的信號(hào)輸入激發(fā)端彎曲元,彎曲元上的壓電陶瓷片在脈沖電壓的作用下振動(dòng)，在土體中產(chǎn)生剪切波。接收端彎曲元與激發(fā)端彎曲元的結(jié)構(gòu)相同，作用過程相反，在接收到剪切波信號(hào)后,壓電陶瓷片產(chǎn)生振動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，即接收信號(hào)。

  

       接收端彎曲元接收到的信號(hào)通常較小，需要通過電荷放大器對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，最后輸入示波器中顯示。功率放大器在向激發(fā)端彎曲元輸入信號(hào)的同時(shí)，也將信號(hào)輸入示波器中，通過比較接收信號(hào)和激發(fā)信號(hào)可以獲得剪切波速，進(jìn)而計(jì)算出土體的剪切模量。

（2）制樣

      四個(gè)砂樣分別制取兩種不同初始孔隙比的試樣，共進(jìn)行8組試驗(yàn)，并進(jìn)行測(cè)試。 

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

 

在試驗(yàn)的加載階段，試樣的歸一化剪切模量與其形狀因子呈現(xiàn)出良好的相關(guān)性。在豎向荷載相同的條件下，顆粒形狀粗糙程度越大，其形狀因子越大，則對(duì)應(yīng)的歸一化剪切，模量越大。

實(shí)驗(yàn)中用到的功率放大器ATA-4011參數(shù)指標(biāo)：

電壓：最大輸出電壓160Vp-p（±80Vp）
電流：最大輸出電流 1.41Ap 
帶寬：帶寬（-3dB）高達(dá)DC~1MHz

 

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