极地、亚极地地区和中低纬的高山、高原地区，在较强的大陆性气候条件下，气温极低，降水量很少，地表没有积雪，形成0℃或0℃以下并含有冰的冻结土层，称为冻土。

冻土随季节变化而发生周期性的融冻，如果冬季土层冻结，夏季全部融化，叫季节冻土。

季节冻土示意图

如多年处于冻结状态的土层，或至少连续3年处于冻结状态的土层，称为多年冻土。

多年冻土示意图

一、冻土的分布

世界上冻土总面积约为3500万平方千米，占地球大陆面积的25%

全球冻土分布图（红圈：青藏地区冻土）

北半球冻土分布面积较大，俄罗斯和加拿大是冻土分布最广的国家

我国多年冻土分布在东北北部地区、西北高山区及青藏高原地区

我国冻土分布图

二、冻土的厚度

多年冻土区的冻土分上下两层

上层每年夏季融化，冬季冻结，叫活动层

下层常年处在冻结状态，叫永冻层

冻土分层示意图

多年冻土的厚度从高纬到低纬逐渐减薄，以至完全消失。【例如，北极的多年冻土厚达1000m以上，年平均地温为-15℃，永冻层的顶面接近地面。向南，到连续冻土的南界，多年冻土厚度减到100m以下，年平均地温为-3~-5℃，永冻层的顶面埋藏加深。大致在北纬48°附近是多年冻土的南界，这里年平均地温接近0℃，冻土厚度仅为1~2m。】

多年冻土从高纬到低纬不仅厚度变薄，而且由连续的冻土带过渡到不连续的冻土带。多年冻土不连续带是由许多分散的冻土块体组成，这些分散的冻土块体称为岛状冻土。

中、低纬度的高山、高原地区，多年冻土的厚度主要受海拔控制。一般来说，海拔愈高，地温愈低，冻土层愈厚，永冻层顶面埋藏深度也较浅。【海拔每升高100~150m，年平均地温约降低1℃，永冻层顶面埋藏深度减小0.2-0.3m】

多年冻土的厚度虽然受纬度和高度的控制，但在同一纬度和同一高度处的冻土厚度还有差别，这和其他自然地理条件有关。

1气候的影响

大陆性半干旱气候较有利于冻土的形成，而温暖湿润的海洋性气候不利于冻土的发育。【在欧亚大陆内部的半干旱气候区的冻土南界（北纬47°）比受海洋性气候影响较大的北美冻土南界（北纬52°）要更南一些。另外，在纬度和高度相同的条件下，大陆性半干旱气候区的冻土厚度比海洋性气候区的要大。】

2岩性的影响

砂土导热率较高，易透水，不利于冻土的形成。

黏土导热率较低，不易透水，有利于冻土的形成。

泥炭的导热率最低，最有利于冻土的发育。

3坡向、坡度的影响

坡向和坡度直接影响地表接受太阳辐射的热量。

阳坡日照时间长，受热多于阴坡，因而在同一高度、不同坡向冻土的深度、分布高度和地温状况都不同，冻土的厚度也不同。【根据观测，昆仑山西大滩不同坡向的山坡，在同一高度和同一深度的阴坡地温比阳坡地温要低2~3℃，阴坡冻土的厚度也要大一些，冻土分布下界高度较阳坡低100m。坡向对冻土发育的影响还随坡度减小而减弱，如大兴安岭当坡度为20~30°时，南北坡同一高度处的地温相差2~3℃，随着坡度减小，不同坡向的同一高度地温差减小，冻土厚度的差别也要小一些】

4植被、雪盖的影响

冬季，植被和雪盖阻碍土壤热量散失。夏季，植被和雪盖减少地面受热。因此，在有雪盖和植被的地区，地面年温差减小。【例如大兴安岭落叶松、桦树林区和青藏高原的高山草甸地区，能使地表年温差比附近裸露地面降低4~5℃，永冻层顶面深度变浅，永冻层厚度相对增大，活动层厚度相对减小】

三、冻土的结构

多年冻土区的冻土可分为上下两层，上层是夏融冬冻或是昼融夜冻的活动层（又叫交替层）。下层是多年冻结不融的永冻层。

活动层的厚度随纬度和高度的增大而减小，它的冻融深度与每年冬夏季节的温度有关。

一般来说，活动层冬季冻结时可与下部的永冻层连接起来。【如果冬季气温较暖，活动层冻结时的深度达不到永冻层的顶部，这时在活动层与永冻层之间就出现一层未冻结的融区。如果来年夏季较凉，活动层的融化深度较小，结果便在活动层下部留下隔年冻结层。隔年冻结层较薄，只有250px左右厚度，它可保存一年至数年。当某一年夏季较暖，活动层融化较深，隔年层即消失】

多年冻土层中活动层的变化

多年冻土层中常出现隔年冻结层和融区的多层结构特征

多年冻土结构特征

当活动层于每年秋末自地表向下冻结时，由于底部的永冻层起阻挡作用，结果使其中间尚未冻结的融区（含水土层），在冻结层的挤压作用下，发生塑性变形，形成各种大小不一、形状各异的弯曲结构，这种现象称为冻融扰动构造（或称为冰卷泥）。

冰卷泥示意图

四、冻土的热状态

多年冻土的热状态是由地热自然增温和气温的影响而变化的。

从地表往下地温逐渐增高，地热自然增温率平均约为3℃/100m。

气温对地面动层地温的影响在地表最大，随深度加大而减小。【气温年变化对冻土温度变化的影响只限于地面以下一定深度，到一定深度，气温年变化对地温没有影响，这里的地温年变化幅度等于零，即气温年变化对冻土影响的最大深度。在此深度以下，冻土温度受年均温和地热增温影响，深度增加，温度增高】

五、冻土的成因

气候的产物

现在世界上所见到的多年冻土绝大部分是第四纪冰时的遗留物。【北极的最老多年冻土大约在60万年前就已形成，西伯利亚的多年冻土的年代距今也有10万年】

在间冰期时，虽然在许多地方的冻土全部或部分融化了，但在高山和高纬的气温很低的大陆性气候区，仍保留了大面积冻土，这部分没有融化而保存下来的冻土称为残留冻土。

此外，还有一多分冻土是全新世以来形成的。【例如在冰后期大陆冰盖退却后发育的冻土和在全新世地层中形成的冻土。西西伯利亚北部，2000~3000年前寒冷期形成新的多年冻土与残留的多年冻土衔接在一起；在南部，新形成的多年冻土与下部残留多年冻土还没有衔接上，中间夹有一层融化层而成双层多年冻土结构】

六、冻土地貌

多年冻土区的地貌形成与冻融作用直接相关。

冻融作用：是指冻土层中的水在气温周期性的正负变化影响下，不断发生相变和迁移，使土层反复冻结融化，导致土体或岩体的破坏、扰动和移动的过程。由冻融作用形成的各种地貌，称冻土地貌。

冻土地貌组合

1.石海、石河和石冰川

石海

石海：在寒冻风化作用下，岩石遭受寒冻崩解，形成巨石角砾，就地堆积在平坦的地面上。

形成条件：

①气温经常在0℃上下波动，日温差较大，并有一定湿度，使岩石沿节理反复寒冻崩解。

②地形较平坦，地面坡度小于10°，可使寒冻崩解的岩块不易顺坡移动而保存在原地。

③坚硬而富有节理的块状岩石，如花岗岩、玄武岩和石英岩等，在寒冻作用下常崩解成大块岩块，得以保留在原地。

石海形成后，组成石海的大石块很少移动。同时，石海中又缺少细粒物质而水分较少，冻融分选难以进行，这样石海能长期保存下来。石海常在同一走向、同一岩性和一定高度的山坡上部发育，有一条平整的界线，称石海线。【例如昆仑山的石海线是4900m。石海线比同期雪线高度要低200~300m或400~500m。石海线可大致确定古雪线的高度，石海线是一条重要的气候地貌界线】

石河 

石河：在山坡上寒冻风化产生的大量碎屑滚落到沟谷里，堆积厚度逐渐加大，在冻融和重力作用下发生整体运动形成。

石河运动是石块沿着湿润的碎屑下垫面或永冻层的顶面在重力作用下移动，这里温度变化起着重要作用，它会引起碎屑空隙中水分的反复冻结和融解，导致碎屑的膨胀和收缩，促使石河向下运动。

石河运动速度较低，但中央部分流速比两侧流速要快。湿润气候区的石河流速比干燥气候区的要快，石河中的岩块经长期运动，可以搬运到山麓停积下来，形成石流扇。

石河停止运动是气候转暖的标志之一。【当石河不再移动时，角砾表面开始生长地衣苔藓，有时在石河上生长树木或堆积新沉积物。这些石河一般多分布在现在多年冻土的南界（北半球高纬地带）或高山冻土的下界附近】

石冰川

石冰川：当冰川退缩后，聚集在冰斗和冰川槽谷中的冰破物，在冻融作用下顺谷地下移形成。

石冰川分布在高山森林线以上，由尖角岩屑组成，平面形状很像冰川舌。石冰川的纵剖面常呈上凸的弧形，横剖面中部突起。它的长度一般可达300~400m，宽100m左右。【阿拉斯加最大的石冰川长达3km，末端堤高60m。】

2.多边形构造土

在第四纪松散沉积物的平坦地面上，由冻融和冻胀作用，地面形成多边形裂隙，构成网状，称为多边形构造土。

从地表平面看，裂隙组成多边形，从剖面上看，裂隙呈楔形。

根据楔子内填充物的不同，又分为冰楔和砂楔。

冰楔

冰楔：在多年冻土区，地表水周期性注入到裂隙中再冻结，使裂隙不断扩大并为冰体填充，剖面成为楔状，称为冰楔。

冰楔的形成先是地表形成裂隙，地表水注入再冻结而成脉冰，由于脉冰常深入到永冻层中，到温暖季节，上部活动层的脉冰融化消失，永冻层中的脉冰则仍然存在。到了寒冷季节冻土又发生体积不均衡膨胀，原有的裂隙不断扩大。到来年夏季又在裂隙中注入水分，冬季再冻结胀裂，如此反复作用，就形成冰楔。

冰楔形成示意图

冰楔形成的条件：

①有深入到永冻层中的裂隙，并为脉冰所填充。

②冰楔的围岩是可塑性的，水在裂隙中才能冻结、膨胀，围岩不断受挤压变形，冰楔不断展宽。

③需要严寒的气候条件，年平均温度一般为-6~-3℃。

砂楔（古冰楔）

砂楔与冰楔形态相似，但裂隙中填充的不是脉冰，而是松散的砂土，叫砂楔。

砂楔可从冰楔演变而来，当冰楔内的脉冰完全融化后，砂土代替冰体填充于楔内，形成砂楔，所以又把砂楔看成古冰楔。

3.石环、石圈和石带

石环

石环：是由细粒土和碎石为中心，周围由较大砾石为圆边的一种环状冻土地貌。【它们在极地、亚极地以及高山地区常有发育】

石环的直径一般为0.5~2.0m，在极地地区可达十余米。

石环示意图

石环是冻土中颗粒大小混杂的松散砂砾层，由于饱含水分，经频繁的冻融交替，产生物质分异形成的。

活动层中的大小混杂的砂砾，冬季，先从地面冻结，砂砾层孔隙中的水冻结膨胀，地面和砂砾层中的砾石一起被抬高，砾石的下部尚未冻结而出现空隙，砂土填入或水渗入形成冰透镜体。夏季，活动层上部解冻，由于砾石和砂土的导热率不同，砂土中的冰先融化，地面逐渐回降到原来位置，但砾石下部仍为冻结状态，这时一些大颗粒碎石或砾石却比周围含水砂土位置相对升高。等砾石下部冰开始融化时，砾石周围的砂土向砾石下部移动，填垫在砾石下部，当活动层全部融化后，砾石却相对抬升了一段距离，在这种冻融过程反复作用下，大的石块或砾石就逐渐被顶托到地面。

石圈

斜坡上发育的石环，在重力作用下常成椭圆形，它的前端由大石块构成石堤，这种石环又叫石圈。

石带

在较陡的山坡上，石圈前端常分开，经冻融分选的最大岩块，集中在纵长延伸的裂隙中，形成石带。

4.冰核丘

冻土层中常夹有未冻结层，未冻结层中的水分在地下慢慢凝结成冰体，使地面膨胀隆起，形成冰核丘。

冰核丘的平面呈圆形或椭圆形，顶部扁平，周边较陡，可达40~50°。冰核丘的顶部表面因地表隆起变形，产生许多方向不一的张裂隙而下陷。

冰核丘的规模大小不等。一年生的冰核丘的规模较小，高只有数十厘米至数米；多年生的冰核丘规模较大，高可达十余米至数十米，直径从30m到70m不等。

冰核丘有时能产生爆炸。在夏季气温上升很快，上部冻结层迅速融化，冻结土层急剧变薄，这时如冰核丘内含有气体，承压力很高的地下水就可能发生喷水爆炸。

5.土溜阶坎

土溜阶坎：是多年冻土区坡地上的一种地貌现象。当融冰时地表过湿的松散沉积物沿坡向下流动，前端常成一陡坎，叫土溜阶坎。

土溜阶坎高约1m左右，宽4~5m，有的规模还要大一些。成因是多年冻土上部的活动层周期性融化，融化的水受下部永冻层的阻挡不能下渗，结果活动层的松散物质被水浸润，内摩擦减小，在重力作用下就缓缓沿坡向下滑动，如遇阻或坡度变缓，流动的速度减慢，前端就壅塞成一个坡坎。

6.热融塌陷洼地

热融塌陷洼地：是因温度升高，地下冰融化引起地面塌陷所形成的各种洼地。

这种塌陷过程类似喀斯特塌陷过程，而塌陷原因和温度有关，故又称热力喀斯特。

多年冻土上部的温度升高可能是气候周期性的转暖形成的，也可能是人为因素造成的。【如砍伐森林、开垦荒地和人工截流蓄水等都可以使地面温度增高】

热融塌陷洼地发育在斜坡上形成各种滑塌洼地，在平坦地面上形成漏斗状沉陷洼地，洼地内常积水成湖，称热融塌陷湖。

多年冻土发育的高原或平原地区，大大小小的热融塌陷湖星罗棋布。热融塌陷湖形成以后，湖水对湖底土层的传热作用，使底部土层增温，活动层的深度加大，地下冰融化速度加快，湖泊进一步沉陷，直到湖底地下冰全部融化后，湖泊才停止下沉和扩大。

相关试验设备---德国WILLE冻土三轴仪

多年以来，德国wille成功地提供了不同试验范围的、用于岩土工程试验的三轴试验系统。这些产品为用户 提供了很大灵活性，以高精度运行试验，并为系统添加各种升级模块满足所需的试验需求。 温控三轴拥有高准确度和性能，用户可以在不同温度条件下进行试验，从低温冻土试验到高温膨润土试验。独特灵活的软件及组件，让用户可以更好的使用设备和运行试验。

该系列土力学三轴试验系统是为在不同温度条件下对土样 进行应力路径三轴试验而设计制造的。许多试验需要对试 样进行高温或低温的温度控制，这就需要一个设计简单的 系统，能够避免试验过程中试样出现任何温度梯度，并 形成稳定的恒温条件。

德国wille温控三轴仪可以根据用户需求进行定制，例如用电机或液压作 动器提供静态或动态荷载，普通 2MPa 的围压压力或高达 32MPa 的 高围压压力，低温试验或/高温试验，都可以一起配置以 满足各种试验需求。温度控制系统可将试样温度控制在 -30℃至+200℃范围内。

德国wille使用专门的解决方案来控制三轴室的温度，即双层壁 温控 (DWTC) 三轴室，无需使用内部盘管进行加热/冷却， 不用占用三轴室内部的空间，并且让安装内置应变测量装 置变得简单。 强大的 GEOsys 软件支持所有试验程序，可以很好地操 控所有试验，用户可以自己编程，根据试验需求 编辑和运行自定义试验程序。

产品特点

▍ 各种范围的静态或动态荷载

▍ 电机或伺服液压加载系统，涵盖所有需要的荷载和频率

▍ 试样直径可达150mm

▍ 高达32MPa 的各种三轴室

▍ 低可达 -30℃度的冻土试验

▍ 高可达 +200℃的高温试验

▍ 包括不同试验模块的软件，例如标准静态三轴试验（CD、CU 和 UU）、应力路径试验、动态试验等

▍ 以太网连接，可将数据快速传输到 PC

▍ 可以为试样提供不同类型的加载波形，例如正弦波、方波、三角波、矩形波和用户自定义波形

▍ 各种温度范围的控制系统包括： • 环境温度到 -30℃度    • 环境温度到 +200℃    • 低温/高温组合，从 -20℃到 +200℃度

▍ 多种升级选项，例如非饱和、动态围压、弯曲元、高压三轴等

▍ 试样安装方便

▍ 安装了控制软件的 PC 直接操控整个系统

▍ 用于动态试验的高速动态控制器，用于监测测量值和试验程序（高达 10 KHz）

主要配置

① 伺服液压加载架（可选伺服电机加载架）

② 液压动力源

③ 三轴室（THM 型）

④ 底座滑动机构，便于操作三轴室

⑤ 动态围压体积压力控制器

⑥ 动态反压体积压力控制器

⑦ 温控系统，由 GEOsys 软件控制加热和冷却

⑧ 动态控制器

⑨ 软件，支持各种静态和动态三轴试验

加载架

德国wille的加载架有强大的功能，已经成为执行复杂或普通土力学试验的理想选择，其特点是设计坚固。 设计制造不同类型的加载架以对试样施加静态或动态载荷，这些加载架涵盖了地质力学试验的荷载和频率范围。 静态电机加载系统，荷载范围高达250kN，动态系列有电机或伺服液压型号，用户可以根据需求在这些型号中轻松选择。

▍ 静态电机加载架，荷载高达 250kN

▍ 动态电机加载架，可选 60kN-5Hz/25kN-10Hz

▍ 动态伺服液压加载架，荷载高达 1000kN、频率高达40Hz

● 静态电机加载架：微处理器控制的通用加载架 UL 系列集成了力、位置和速度控制， 用于应变、应力或位移（位置）的闭环控制，包括高质量数据采集和控 制器，可以更好的方式使用设备和运行试验。

● 动态加载架：动态电机加载架或动态伺服液压加载架，用户能够对试样施加大范围的动荷载。该系列加载架带有高达10kHz的强大动 态控制器，从而使得该系统在动态试验领域具有独特的功能。配合独特而灵活的软件及组件，用户可以更好的方 式使用设备和运行试验。

温控三轴室（双层壁型）

该系列三轴室采用特殊的双层壁技术，以很小的试样温度梯 度提供非常高的试样温度控制性能。

温控由双层壁三轴室及其内部的热交换器实现，与具有闭环 温度控制的高精度恒温循环油浴相连。这种设计为用户提供 了一个很大的优势，可以轻松、迅速抬起三轴室。在传统方 法中，用户需要抬起三轴室、拆除内部盘管，需要更长的时间。 在双层壁温控 (DWTC) 三轴室中，不需要在试样周围放置用 于热传导的盘管，无需占用三轴室的内部空间，让安装试 样更加简单、缩短安装时间。双层壁温控三轴室，节省的 空间可用于内置传感器的安装，使得需要测量局部应变的试 验非常容易实现，例如水泥、土壤或粘土的三轴试验。

带有相关附件的三轴室，用户可以在不同范围内控制和监测 三轴室内部的温度，一般温度范围如下：

● -30℃~环境温度

● 从环境温度~+200℃

● -30℃~ +200℃

主要特点

▍ 特殊传热方式

▍ 无需内部安装加热 / 冷却盘管

▍ 易于安装试样和传感器

▍ 热电偶线缆直接穿过耐压过孔

▍ 专为内置传感器设计，例如：内置水下荷载传感器、内置应变测量组件(轴向和径向)、 超声波试验组件、弯曲元组件(垂直/水平)、 声发射试验组件 、 温度测量传感器

▍ 温度范围从 -30℃~ +200℃

▍ 压力范围高达 32MPa

▍ 试样直径从 38 ~ 150mm

▍ 试样的长径比为 2 或 2.5

温控系统（加热和制冷）

带风冷系统的温控循环油浴可以控制内部油浴的温度，也可 以通过循环液体控制其他外部设备的温度。

▍ 准确的温度控制

▍ 不锈钢制成的保温浴

▍ 大显示屏，明亮的 5.7 英寸触摸屏，具有图形功能和友好 的导航菜单

▍ 采用即插即用技术的多点触控控制器

▍ 强大的压力 / 循环泵

▍ 所有重要的操作参数和温度值都整齐地显示在触摸屏上

▍ 集成的 USB 和以太网端口允许连接到 PC 或网络，用于远程控 制或数据传输

▍ 5 点校准

▍ Pt100 传感器连接

▍ 循环油浴配有隔热盖板，以避免形成冷凝水和冰

完整温控系统组成

● 双层壁温控三轴室

● 温度控制系统（加热 / 冷却）

● 三轴室的隔热外壳，很大限度地减少热传导

● 三轴室与温控系统之间所有管道的保温套

● 内部温度传感器，测量三轴室内部的温度

● 荷载传递杆和作动器之间，三轴室底座和加载架之间的隔热板

● 控制和数据采集软件，通过 PC 控制温控系统的所有功能（包括接头和线缆）

● 外部温度传感器，非常大限度地减少温度梯度，以满足温度保护限制值和安全要求（可选）

● 可选配循环泵，增加输送流量和输送压力

围压和反压得自动控制可通过选配不同的控制器来实现，这取决于各种压力范围和不同的试验、实验室设施和技术要求等。 不同饱和度、应力 / 应变路径、渗透率、K0 和其他试验都可以高的精度轻松运行。

A) 气压控制器 (APC)

该系列的标准配置包括一台气压控制器（APC）产生气压，再传 递到围压和孔隙压力。该系统是全自动系统，通过 PC 和专用软 件进行控制。通过封闭式气 / 水囊将气压转换为液压，加上自动体变测量装置， 测量体积变化。

工作压力 : 可达 2MPa

压力出口 : 2 个，1 个围压 1 个反压  (可以升级为 3 个用于非饱和土试验)

B) 体积压力控制器 (VPC)

该设备包括两个用于施加反压和围压的液压缸。它们是注射式无 波动泵，可准确产生和调节压力，并针对不同的试验要求在各种 范围内提供准确的流量控制。

设备的控制可以通过可独立使用的控制面板或通过 PC 和专用软 件轻松完成，非常方便且易于操作。

数据采集系统

数字式、高速、高分辨率、可扩展、实时控制数据采集系统，高达 10KHz 控制和 24 位分辨率数据采集。动态控制器可 用于电机系统、液压系统、和各种传感器，例如荷载传感器、LVDT、应变计、引伸计、热电偶等。

控制器功能强大，用户可通过智能传感器插头对测量和控制参数（传感器）进行模块化设计，存储校准参数，可以根据应 用场合灵活使用。

主要特点

▍ 多达 32 个用于静态和动态试验的低噪声闭环控制通道

▍ 每个控制轴通道可达 24 位分辨率（例如力、位移、压力、应变）

▍ 具有数字控制器参数化

▍ 所有控制功能之间的平滑切换

▍ 完整、同步的数据传输，避免任何数据丢失

▍ 数字可调控制器参数（PID 参数）

▍ 简单灵活的试验或参数调整

▍ 外部连接的端口管理

▍ 使用 PC 软件进行配置和参数设置

GEOSYS 软件

GEOsys 是 Windows 下的多功能模块化控制和数据采集软件。用户可以通过图形界面上的结构化 Windows 指令对复杂 的用户自定义试验序列进行简单编程。

GEOsys 利用灵活的可编程系统来控制协调各种试验流程的试验设备。灵活的操作面板提供了用于配置硬件设备的工具、 用于执行加载程序的编辑器以及分析、仿真和数据存储功能。

软件支持试验环境的模块化结构，实现灵活配置满足用户的特定要求。用户可以通过图形界面使用结构化的 Windows 操作简单而自由地编写标准或复杂的试验序列。

Geosys 软件拥有强大的功能，它 不仅与我们的产品兼容，而且还可 以与其他制造商的硬件一起使用， 为类似或更高标准的硬件提供数据 采集和试验控制。

主要特点

▍ 满足所有试验需求的独特试验平台，无论是土力学、沥青、岩石还是其他的动态和静态试验

▍ 控制和数据采集软件

▍ 同步所有动态作动器

▍ 自由可编程的试验序列控制和公式编辑器（升级版）

▍ 使用并行配置通道对每个通道进行完整的实时数据采集和闭环控制

▍ 灵活且用户友好

▍ 支持同类厂商功能 ASCII 数据转换选项

▍ PID 参数的设置（参数优化或调整取决于材料）

▍ 易于管理的用户角色（系统管理员、服务人员、试验开发人员、实验员）减少出错的可能性

▍ 独立于操作系统平台的软件，例如适用于 WINDOWS、LINUX 或 MAC OSX 等

▍ 用户可以通过图形界面使用结构化的 Windows 操作，简单而自由地编程标准或复杂的试验序列

▍ 适用于多达任意数量的同步且独立的实时、闭环控制通道、机器或试验设备，例如轴向载荷、围压、孔隙水压、孔隙气压等

▍ 硬件组件的管理，自定义测量值计算

▍ 语言：英语、德语、俄语、中文、波兰语等

三轴试验模块 (动静态)

GEOsys 专为闭环控制静态和动态试验而设计，适用于材料试验中所有试验应用，例应力控制、应变控制、所有应力路 径、任何类型的波形，如正弦、矩形、三角形和用户定义波形。 控制和数据采集软件还具有不同的模块，可根据 ASTM 或 BS 或其他标准运行试验。下面列出的某些试验需 要额外的可选硬件。我们根据客户的需求，一个或多个软件模块将与主软件一起交付，例如：

● 数据采集、处理和设备管理 (DPD) 模块

● 饱和试验模块

● B 值检测模块

● 固结模块（各向同性或各向异性）

● 渗透性试验模块

● 应力路径模块：线性应力路径 p、q 或 s、t 方法

● 静态剪切模块： UU：不固结不排水三轴试验（总应力试验） CU：固结不排水三轴试验，测量孔压（有效应力试验） CD：固结排水三轴试验，测量孔压（有效应力试验）

● 非饱和试验模块

● K0 试验模块

● 拉伸试验模块

● 动态剪切模块

● 加载模块

● 弹性模量试验模块

● 温控三轴试验  冻融试验  温度梯度试验

● 动态围压 / 反压模块

可选升级项

▍ 冻土双轴试验系统：我们提供多种不同类型和尺寸的双轴试验夹具。能够模拟真实 平面应变条件下直接试验。在这个特殊的试验中，可以更准确 地评估强度参数和剪切带现象。 可提供不同结构类型和试样尺寸。图为专为平面应变试验中的 非饱和土试验而设计的特殊型号。

▍ 动态围压、反压系统：动态体积压力控制器是一种高精度先进的电机或伺服液压闭环 控制压力系统，可调节动态压力并为不同试验。例如动态三轴 试验系统的围压或反压。 它还可以用于消除使用不带压力补偿系统的三轴室，围压在动 态试验中产生的波动。 注射泵可以施加高达 4000 kPa 的压力，体积变化控 制高达 1000 ml，频率范围高达 10 Hz。主软件部分模块也相 应升级为支持动态围压或反压，实现全部功能。

▍ 三轴室升降系统：该系统可以在工厂完成升级，升降系统能够加快试验准备过 程。无需搬动很重的三轴室，确保人员安全的同时，减少 试验所需时间。

▍ 非饱和土试验系统：通过额外增加软硬件，系统可以升级为非饱和试验系统。根据 试样尺寸和所选试验方法的差异，附件会有所不同。 一般需要增加陶土板、气压控制器 (APC)、非饱和土软件试验 模块等。

▍ 内置局部应变测量系统：三轴试验系统，根据需求可以安装内置传感器来测量载荷、轴 向变形和径向变形。 这种升级有助于在试验过程中获得更高的准确度和测 量。强烈建议使用圆周测量组件进行 K0 试验。

▍ 弯曲元/超声波试验系统：三轴试验系统能够简单地添加弯曲元并通过其附件进行弯 曲元件试验。 弯曲元压电元件可以安装在试样的上帽和底座中，用于进行弯 曲元或压缩波速度试验。三轴室开始设计为可以安装压电元件， 无需对三轴室进行任何额外改造升级。 适用于 35mm 至 150mm 的任何试样，可更换的弯曲元件组 件不仅可用于三轴试验系统，也可用于其他设备，例如共振柱 试验系统、固结三轴室、单调剪切或标准剪切装置等。 弯曲元组件，可用于在不同方向上进行 S 波和 P 波试验，水 平和垂直方向兼可。

▍ 无气水生产装置：紧凑的无气水生产装置能够提供气体含量非常低的脱气水， 根据不同试验所需，标准容量从 20 升到 60 升不等。

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