同济大学岩土工程重点实验室
Key Laboratory of Geotechnical Engineering, Tongji University
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同济大学岩土工程重点实验室简介
本重点实验室是两个国家重点学科岩土工程和结构工程（地下结构）开展教学和科研工作的重要基地，直接依托的学科涵盖隧道及地下建筑工程、地基基础工程、城市工程地质和环境地质以及港口航道与海岸工程。重点实验室下设岩矿实验室、岩石三轴试验室、岩石物理试验室、土动力学实验室、岩体力学实验室、岩土力学微观分析室、原位检测室、港工实验室、地下结构实验室、土工实验室、水环境试验室、岩石流变试验室、土流变试验室等。实验室面积为3500平方米，已投入建设经费4000万人民币，设备总价值3000万人民币（其中具有国际进水平的仪器设备原值不低于2000万人民币），目前正在积极申请教育部重点实验室。
近年来，在教育部“211”工程、振兴行动计划和上海市重点学科建设的资助下，研制与购置了岩土离心机、土体三轴流变试验机、岩石双轴流变试验机、非饱和土三轴试验系统、共振柱仪、波流水槽、三轴剪切仪、岩体剪切试验机、土体真三轴试验机、表面波测试系统等。而通过正在实施的“985二期”工程建设，本重点实验室在未来的两到三年时间内，还将拥有岩土及地下工程物理模拟综合试验系统和复杂条件下的岩土力学试验系统两个大型综合实验平台，以进一步提升本实验室的综合研究能力。
本重点实验室在岩土流变理论、损伤与渐进性破坏理论、节理岩体破坏力学、饱和多孔介质土动力学、地面沉降控制理论、动态施工反馈方法、岩土力学数值新方法、岩土工程智能化及信息化技术、城市地下空间开发与利用技术等多个领域处于国际先进水平，并积极与上海及全国各地重大土建工程相结合。完成的或正在进行的科研项目有: 国家高技术研究发展计划(863计划)：“盾构地层适应性设计理论、方法和模拟实验平台研究”，“线路下部结构形式优化研究(高速磁悬浮交通技术重大专项子课题)”；国家自然科学基金重点项目：“受施工扰动影响的土体环境稳定理论和控制方法”等；同时承担了上海东方明珠、杨浦大桥、地铁一号线、大连路隧道、洋山深水港、东海大桥，秦山核电站，连云港及东巴基斯坦核电站等重大工程建设的试验研究工作。近年来获国家科技进步奖 2 项、省部级科技进步奖 20 余项。
主要仪器与设备
本重点实验室目前拥有的主要仪器和设备：岩土离心机、土体三轴流变试验机、岩石双轴流变试验机、非饱和土三轴试验系统、共振柱仪、波流水槽、三轴剪切仪、岩体剪切试验机、K0试验仪、微型湿度量测系统、土壤气体渗透仪、旁压试验仪、扁铲侧胀试验仪、无电缆多功能探头、声波检测仪、表面波试验系统、图像分析系统、数显显微硬度计、紫外可见分光光度计、台式PH/电导/溶解氧测定仪、红外水中油测定仪、总有机碳分析仪、QYI 改进型渗压仪、全自动气压固结仪、土体动三轴试验仪、土体真三轴试验仪、Instron岩石压力机等，主要仪器和设备简介如下。
TLJ-150复合型岩土离心机
Geotechnical Centrifuge
仪器功能：可进行岩土工程中地基的固结沉降、各类浅深基础承载力、桩基的施工及对其周边的影响、边坡稳定性、高填土稳定及变形、各类挡土墙稳定性、深基坑开挖、隧道开挖及掘进模拟、大坝设计及施工、各类地下结构及土工结构抗震等众多岩土工程问题的模型试验研究。
主要参数：①离心机能力：150g-t；
②最大加速度：200g；
③有效旋转半径：3.0m；
④机械手：能进行桩基施工、基坑开挖以及隧道开挖方面的模拟；
⑤激振器：50g的离心力场中，可以产生最大20g的振动加速度。
土体三轴流变试验机
Triaxial Rheological Testing System
仪器功能：可进行一定围压下恒定压力的蠕变试验和恒定应变下的应力松弛试验，并且在恒定压力时实施低频的动荷载。根据实验的需要，可同时采集压力、变形、孔隙水压或排水流量等数据。
主要参数：①最大轴向力：10kN；
②最大围压：2000kPa；
③最大孔隙水压：0～2000kPa；
④最大变形：20mm；
⑤连续工作时间大于500小时。
岩石双轴流变试验机
Rock Biaxial Rheological Testing System
仪器功能：可进行岩石、混凝土在双轴压缩条件下的蠕变、剪切试验、单向拉伸蠕变试验，亦可进行应力松弛试验。岩石流变试验机出力稳、精度高、实验数据可靠。
主要参数：①垂直出力：压缩500kN，拉伸250kN；
②水平出力：压缩300kN；
③变形测量范围：3mm；
④具有2小时不间断电源；
⑤连续工作时间：大于500 小时；
⑥试件尺寸：100×100×100mm；200×200×200mm。
非饱和土三轴试验系统
Unsaturated Soil Triaxial Testing System
仪器功能：可采用轴平移方法控制土中吸力，并进行确定非饱和土（饱和土）强度特性参数的控制应力或应变的三轴压缩试验。
主要参数：①最大轴力：7kN；
②最大围压：1700kPa；
③试样直径：38mm，高76mm；
④配套应用软件：数据采集模块、渗透试验模块、固结试验模块、标准三轴试验模块、高级加荷模块、非饱和土三轴试验模块。
共振柱仪
Resonant Column Test Apparatus
仪器功能：共振柱仪可进行软土的动剪切模量、动弹性模量、阻尼比等参数实验。
主要参数：①围压：0～0.7MPa；
②应变范围：10-6～10-4 。
波流水槽
Water Flow Flume
仪器功能：可进行波流共同作用下泥沙运动实验，研究河口海岸泥沙运动机理，波浪在浅水中的传播，水下建筑物局部冲刷、水下边坡稳定以及参数确定。
主要参数：①规模：长42m，宽0.8m，深1.25m；
②可造波周期0.5~5s，最大波高30cm；
③可双向造波，最大流量0.3m3/s；
④能完成恒定流和非恒定流；径流、波流以及径流迭加波流；水流结构及泥沙输移规律等实验。
三轴剪切仪
Tri-axial Shear Apparatus
仪器功能：本试验机可进行软土的无侧限抗压强度、不固结不排水剪、固结不排水剪(测孔隙水压力)、固结排水剪等实验项目。
主要参数：①试样直径3.91cm，试样高度8cm；
②压力范围0～800kPa。
岩体剪切试验机
Rock Shear Apparatus
仪器功能：可进行两种不同规格试件的剪切试验；岩体、结构面的直剪或摩擦试验等。
主要参数：①轴向最大荷载500kN；
②最大水平荷载1000 kN；
③位移量测范围轴向20mm，水平50mm；
④试件尺寸400×400×400mm
200×200×200mm。
K0 试验仪
K0 Measurement Apparatus
仪器功能：可进行静止侧压力系数K0值的测试。
主要参数：①土样面积30cm2，试样高度4cm；
②轴向最大压力1000kPa，
侧向最大压力500 kPa。
微型湿度量测系统
Micro-Psychrometric Measurement System
仪器功能：可用于量测非饱和土中相对湿度，进而获得吸力值。
主要参数：①CR7湿度仪；
②RS232接口，可与计算机连接实现数据自动采集；
③可同时监测40 个湿度量测探头传递的信号。
土壤气体渗透仪
Air-Permeability Measurement Cell
仪器功能：本渗透仪可借助 GDS 气体（水）压力控制器实现流体压力和体积的控制与量测，并施加不同竖向荷载使土样固结以获得不同孔隙比，从而测定土壤的气体（或水）的渗透性。
主要参数：①试样面积30cm2，高2cm；
②土样最大固结压力1500 kPa，渗透压力1000kPa；
③允许试样最大变形10mm。
旁压试验仪
Pressuremeter
仪器功能：测定土体的临塑压力和极限压力，评价地基土的承载力；估算土的旁压模量、旁压剪切模量、侧向基床系数等。
主要参数：①PM-1A型直径 50mm，测试深度30m；
②PM -2型直径90mm，测试深度50m；
③试验成孔由钻机完成。
扁铲侧胀试验仪
Flat Shovel Dilatometer
仪器功能：利用气压使扁铲测头上的膜片膨胀，获取土体压力与变形之间的关系，进行土层的划分；估算静止侧压力系数、水平基床系数、粘性土的不排水抗剪强度和土的压缩模量；判别地基土的液化等。
主要参数：①适用于粘土、粉土和松散至中密砂土；
②测试深度30m。
无电缆多功能探头
Wireless Multi-function Cone Probe
仪器功能：测定锥尖阻力、侧壁摩阻力、孔隙水压力、钻孔倾斜度和钻孔深度等参数，进行土层划分、土类鉴别；估算土的塑性状态、密实度、强度、压缩性、地基承载力、单桩承载力、沉桩阻力以及液化判别等，并依据孔压消散曲线确定土的固结系数与渗透系数。
主要参数：①电动机械式贯入仪，最大动力100kN，贯入深度40m；
②多功能探头的测量参数，最大锥尖阻力30 kN，最大侧壁摩阻力5 kN；
③自动采集5路数据，可绘制各类曲线。
声波检测仪
Acoustic Detecting System
仪器功能：岩石、混凝土以及非金属材料的声波波速检测；岩体破碎程度、混凝土的浇捣质量、桩基的完整性等检测。
主要参数：①触发方式，内触发、外触发、信号触发；
②采样周期：0.1μS～6553.5μS；
③增益：自动 00.1～10000倍；
④发射电压：300V、800V。
表面波试验系统
Surface Wave Testing System
仪器功能：测定各类地基土剪切波速(软土量测深度约 10m)，通过剪切波速评价地基土的特性。
主要参数：①稳态激振器：0～100Hz/600N；
②Windows 版数据采集和分析系统；
③检波器2Hz。
图像分析系统
Photographic Processing System
仪器功能：具透射光、反射光两种功能，获取显微镜下薄片中的视域图像，分析颜色、结构、构造、成分及其特征，并可系统统计测定各类参数，如长度、宽度、面积比，以及薄片中裂隙、尺寸、密度等几何参数。
主要参数：①显微镜放大：50～630倍；
②LEICA Qwin显示系统；
③LEICA公司的分析软件。
数显显微硬度计
Digital Micro-hardness Apparatus
仪器功能：能对材料渗渡层试件玻璃、陶瓷、玛瑙、宝石等脆性材料显微硬度测试。可根据需要记录试验力、压痕、硬度值、试验力保持时间等参数。
主要参数：①放大倍数观察时100倍、测量时400倍；
②试验力分别为0.098、0.246、0.49、0.98、1.96、2.94、4.90、9.80N；
③自动加卸试验力；
④试验力保持时间为0～60s；
⑤测微压痕最小分辨率为0.0625μm；
⑥试件最大尺寸的高度75mm，宽度95mm。
紫外可见分光光度计
Ultraviolet Absorption Spectrophotometry
仪器功能：测定水中COD(化学耗氧量)、Cl-、SO42-、 Fe2+、总铁、氨氮、NO3-、NO2-等大多数水质的指标。
主要参数：①波长范围190~1100nm；
②波长准确度1 nm；
③波长扫描速度15000nm/s；
④内置120种分析曲线。
台式 PH/ 电导 / 溶解氧测定仪
A Portable PH and Electric Dissolved Oxygen Meter
仪器功能：测定水的酸碱度、电导率、溶解氧浓度和氧化还原电位。
主要参数：①PH值测量范围0.00～14.00；
②电导测量范围20～199.9μm；
③溶氧测量范围0.01～20.00mg/l。
红外水中油测定仪(IPOA-2001)
Infrared Oil in Water Meter
仪器功能：测试水中的悬浮、溶解的油份。
主要参数：①测量范围0.0～1000mg/l；
②最小测量值0.3 mg/l。
总有机碳分析仪
TOC -VCPH
仪器功能：测定水中的总有机碳的含量。
主要参数：①总碳测量范围0～25000；
②无机碳测量范围0～30000；
③检测精度4μg/l；
④量程10～2000μl。
QYI 改进型渗压仪
QYI Improved Permeameter
仪器功能：本试验仪采用纯气压加荷，具有一机多用，集压缩渗透于一体，既可用来测定地基土的渗透系数，同时还能测定竖向固结系数。
主要参数：①试样尺寸面积30cm2，高2cm；
②土样最大固结压力1000 kPa，最大渗透压力 200kPa；
③允许试样最大变形10mm；
④出力最小感量1kPa。
光电式液、塑限联合测定仪
Liquid-plastic Limit Combined Device
仪器功能：可用于自动测定粘性土的液、塑限指标。
主要参数：①锥重76g，锥角30°；
②磁铁吸力大于1N；
③放大倍数10倍；
④落锥后延时5秒的显示与提示装置。
电动击实仪
Electrical Compaction Device
仪器功能：可测定土的最佳含水量和最大干密度等参数。
主要参数：①轻型击实锤质量2.5kg；
②落锤高度300mm；
③锤头直径50mm。
电动直剪仪
Electrical Direct Shear Apparatus
仪器功能：可进行软土的固结慢剪、固结快剪、快剪法等实验项目。
主要参数：①土样面积30cm2，试样高度2cm；
②杠杆比1:12；
③垂直加荷50，100，200，300，400kPa；
④最大水平载荷1.2kN；
⑤剪切速率0.8～2.4mm /min。
全自动气压固结仪
Automatic Pneumatic Oedometer
仪器功能：可进行软土的正常固结实验、快速固结实验、前期固结压力的确定、固结系数的确定等实验。
主要参数：①土样面积30cm2，试样高度2cm；
②压力范围0～3200kPa。
GDS土体动三轴试验仪
GDS Soil Dynamic-triaxial Apparatus
仪器功能：可以控制应力或应变的三轴试验，模拟动力条件下土体的响应。包括地震荷载、交通荷载、海浪荷载等动力荷载，可以得到土的动强度、阻尼比、液化等参数。
主要参数：①最大轴力：7kN；
②最大围压：1700kPa；
③试样直径：
38mm、50mm、70mm、100mm；
④加载频率：0~5Hz；
⑤配套应用软件：数据采集模块、渗透试验模块、固结试验模块、标准三轴试验模块、高级加荷模块、动三轴试验模块。
土体真三轴试验仪
Soil True-triaxial Apparatus
仪器功能：可以三向控制应力或轴向应变的三轴试验，研究土在三维应力状态下的应力和应变的变化规律。
主要参数：①大主应力：4MPa；
②中主应力：4MPa；
③小主应力：4MPa；
④试样尺寸：
真三轴 70×70×70 (120)mm；
平面应变70×25×70mm；
70×35×120mm。
Instron岩石压力机
Instron Rock Press Machine
仪器功能：适用于刚性材料的拉伸、压缩、动态疲劳和伺服控制等各种试验。
主要参数：①最大荷载1000kN；
②最大行程100mm；
③静态试验
最小位移速率：0.005mm/min
最大位移速率：50mm/min；
④动态试验(1~5Hz，5~550kN)；
