應(yīng)用案例

實(shí)驗(yàn)名稱：功率放大器在顆粒形狀特征的表征及對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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