非饱和土三轴试验控制软件

试验控制程序的安装

13.1试验控制程序简介

LETRYUST试验控制软件是基于32位操作系统WindowsXP上的集试验控制、数据处理

的综合性套装软件，是力创公司（LETRY）凭借自己多年从事试验机研究、开发、设计的

技术积累，提供给用户的非饱和上三轴试验控制软件，界面友好，操作简单。按钮化的用户

操作界面，简单明了、即学即会，适合任何级别的操作人员。

LETRYUST管理软件吸取了WINDOWS98/2000的新功能优点：

a.操作向导，屏幕及时提示

LETRYUST提供所有操作项目的详细提示和说明，包括菜单、工具栏、操作按扭却对

话框等，屏幕上会弹出有关主题详细说明书的下拉框，以指导操作，确保操作可靠安全。

b.项目在线提示

LETRYUST设置有快捷操作方式按钮。只要鼠标指针指向项目按钮，将弹出该按钮名

称及功能简单描述说明框，减少了误操作，提高了工作效率。

本试验程序组成由以下几部分组成：

LC.EXE试验程序

LC.SET设置数据文件

BLOCK.SET块波参数文件

LC.REP试验结束时产生的报告文件

LC.HLP使用帮助文件

DATA数据库文件夹

其在计算机中图标如下:

图10试验程序家族

g3.2试验程序的安装

要安装LETRYUST试蛤控制程序，您的计算机里必须具有：

1、软件方面要求：用户用于控制试验机的计算机里应已安装了WindowsXP操作系统。

2、硬件方面要求：

建议配置为PIII800以上CPU,内存在256MB以上，硬盘剩余孔间在30GB以上的计算

机。

3、本试验机控制软件装载在光盘上，所以您的计算机除具备3.5软盘驱动器外，要具

备光盘驱动器。

3.2.1首次使用的安装

在WindowsXP操作系统下，首次安装LETRYUST试验控制程序的方法如下：

1、打开计算机，启动Windows操作系统。

在安装LETRYUST试验控制程序时，不要运行其他的应用程序，将您桌面上正

执行的其他应用程序退出。

2、将程序安装盘置入驱动器。

3、在【我的电脑】或【资源管理器】窗口中，打开光盘，找到其中的letry程序文件夹,

复制到D盘，因为本试验程序默认的试验控制程序路径为：D：\letryo此后，打开D:进入

到lelry文件夹，即可开始联机操作。

4、另一种安装方式为：在【我的电脑】或【资源管理器】窗口中，选择光盘驱动器，

找到setup.exe安装程序，双击（或右击弹出快捷窗口后，选择“打开”），启动安装程序。

5、在安装信息对话框中，根据提示要求，输入您所用设备的型号、用户名称、单位（公

司或部门）名称以及CDkey。然后单击【下一步】按钮控件，自动进行以后的安装。

6、安装信息对话框中，出现【完成】按钮后，即安装完成，这时需要重新启动计算机。

3.2.2软件版木升级安装

如果您的设备控制用计算机中，已经安装有力创公司较低版本的LETRYUST试验控

制软件，现在需要版本升级或安装某些特别要求的试验控制、测显或数据处理程序时，无

需执行5.2.1中的典型安装，可以直接在【我的电脑】或【资源管理器】窗口中，选择程序

盘所在驱动器中的相应文件，打开菜单栏中【编辑】/【复制】或右击弹出快捷菜单后，执

行【复制】，然后打开LETRYUST程序所在盘，打开LETRY文件夹，替换原相应文件。

例如:

1、打开【我的电脑】/CD驱动盘（X：）/LETRY文件夹。

2、如果要选用LETRY.EXE文件，进行〔复制】操作。

3、如果原试验控制程序路径为：D：\letry,打开D:进入到letry文件夹，逵:

保留原先试验数据DATA文件夹，【粘贴】操作后，如果文件名相同，会提示是否替换，选

择【替换】、【确定】按钮后，便将原LETRY.EXE文件“覆盖”后,更换为新的版本。

3.2.2创建快捷操作方式

为了操作方便，一般在试验程序安装完成后，在桌面上创建快捷操作方式，其方法参

阅WINDOWS”创建快捷方式”操作。

第4章试验控制程序

€4.1认识LETRYUST试验控制软件

本试验程序的组成：本试验控制程序

Letry_31ly.exe试验主程序

lc.cfg系统配置文件

ObjDacq_311y.dll系统文件

DATA数据库文件夹

4.1.1试验程序的启动

双击打开桌面上的LETRY试验程序快捷操作键，启动试验程序，用户将看到一个如图

3所示的窗II。窗II中最上一行是标撅栏，标撅栏右端是3个按钿，从左到右依次为:

最小化按钮：将当前文档窗口缩小成为任务栏上的一个按钮;

恢复按钮：用于在满屏幕与非满屏幕之间的切换操作;

关闭按钮：用于关闭试验程序窗口。

图11试验程序主控界面

4.1.2菜单栏

本系统控制软件LETRYUST操作窗口的第二行是菜单栏，如图4所示，菜单条用于实现试

验参数设置、打印设置与打印操作、试验操作、常用工具、试验数据的存储和再现操作、试

验机的调试菜单、试验精度标定、使用帮助操作，其中设置、打印、试验和数据库为本试验

程序常用菜单。

文件W)设置世)联机设置量)传感器①)帮助值)

图12程序菜单条

使用菜单中的命令进行工作时，只需要用鼠标单击荚单栏中的某一菜单，从中即可选择

要使用的命令。另外，也可以按下ALT键后再按下菜单中带下划线的字母来打开菜单，例如

按下ALT+W犍可以打开设置菜单。

05kB琲饱M土三轴试验控制系统--西安力创材料检测技术有限公司

文件9设置M)酸机设置a)a)帮助a)

串口设置W)

D<]曝聋解修羽

1试样设置«)

设置数娓标定帮助辿出

联机纱粉设置a?试样

负荷一时间；困压一时间|应力一时间|应变一时间|应力一应变：圾力差三碘回瞟/

系统调试Q)

-1660.22主应力差一辘向应变关系曲钱

围压(MPa)

-0.609①

上孔压(KPa)

0.000(D

下孔5(NPa)

0.004

反压(MPa)

0.000①

0.000

速度(na/rn)他向应交£1(%)

0.0000横梁

.速K(n>/nin)试验操作

3

0.00001睡开始试泠停止试验

o上限住QI—1©

O下限住耀停止

二J

出口设置C0IM打开成功CCW3打开成功

图13参数设置(系统参数)

4.1.3快捷工具栏

褊右手X%.制修屯

联机断开COM3试样设置数据标定帮助退出

其功能分别对应菜单项。点击相关按钮可快速调用用应的系统功能。从左到右分别是：

打开连接，断开连接，设置Com（串口），试置试样，试验参数设置，打开试验数据，系统标

定，帮助以及退出系统。

4.1.4通讯状态指示

,该图标指示通讯连接状态。红色表示通讯正常正常工作，灰色

一钎I表示不通讯不能正常工作。

4.1.5限位状态指示

o上限位

o下限位

____________________________限位状态指示，红色表示限位，只可反向运动。

4.1.6试验操作按钮试验操作

开始试验停止试验

试验面板有试验的开始，停止操作按钮。分别用于开始和

停止当前试验。

停止

4.1.7轴向调整

轴向调整用来调整装样空间等操作，可以以不同方向、速度来调节。向上方向操作，加

载横梁压头向上移动，试验中轴向力降低，向下方向操作，加载横梁压头向下移动，试验中

轴向力增力口。

4.1.8围压调整

用于试验开始前手动调整围压，可以增大，减小围压。向上方向操作，围压加载活塞向上

移动，试验中围压增大，向下方向操作，围压加载活塞向上移动，试验中国压减小。

4.1.9传感器数值显示区

如右图所示，显示当前传感器数值：轴向负荷、轴向变形、轴向应力、围压、上孔压（即

孔隙气压力）、下孔压（即孔隙水压力）、横梁电机速度（即上压头加载或卸载速度）、围压

电机速度（即围压增大或减小的速度）等等。

每个显示窗口后按钮为本窗口数值置零操作按钮。只要将该按钮按下一次，与之对应的

窗口数值置零。

4.1.9试验曲线显示

口5MT1F饱和土三轴试36控制系统--西宓力创材料检测技术有眼公司

文件也）设置&）联机设置a）«®s（X）君助a）

联机妍开81（口试样设直数据标定帮助退出

负荷一时间围压一时间|应力一时间|应变一时间|应力一应变［主应力差一轴向应变;I

轴向负荷:冷

-1637,26①主应力差一轴向应变关系曲优

的变形如)O

・4.241①O

O

轴压(MPa)

-1.36460O

55

SK(MPa)S0O

45

-0.597①40O

35

±7LE(NPa)30O

25

0.00020O

15C

下孑IH(HPa)O

0.004①O

反压(KP*)

0.000①100

体变（加50

0.000①

00511522533.544.5555665

速度（m/idn）轴向皮要4(%)

0.0000横梁

速度…m秒操作

0.0000国压开始试的停止试的

O上限住

o下限位

C0IM打开成功CCW3打开成功

图17

分别用于显示负荷-时间曲线、围压-时间曲线、应力-时间曲线、应变-时间曲线、应

力-应变曲线、主应力差-轴向应变曲线等。

4.1.10试样参数

指试验名称、委托单位、试样制备后的数据、试样规格尺寸，如图所示。

输入试样参数直径，岛度，含水量，干密度，波松比等等。

图18

€4.2试验参数设置

1、系统参数

指试验机测试、控制系统的容量，即允许使用的最大范围。该系列参数的

合理设置，即可以确保测试系统（如传感器等）安全，又能达到精确测量的目的,

如图所示。

图19系统参数设置

2、试验类型

可以选择不同要求的试验项目，有不固结不排水剪切试验UU;固结不排水剪切试

验CU;固结排水剪切试验。）；固结不排水剪切试验测量孔压和体变。

图20保护参数设置

3、保护参数

对负荷、变形、位移、反压力、孔隙水压力、孔隙气压力、周围压力设定保护限制,

如图所示。

图21试验时作为停机条件的保护

该模块设计为试验停机条件，在负荷、轴向变形、轴向应力、轴向应变、试验时间多

个设定条件中，任何一个达到试验设定值后优先停机.

“存盘时间”是指根据试验要求可以设定试验数据保存的间隔时间。

参数设置完成后，根据要求点击确定、取消、应用中之一按钮。

图22试验程序后台设计有全局保护

参数设置

系统保护分为全局保护和试验时保护2大类。

全局保护是指当试验软件启动后，保护参数设置立即牛效，不论当前是不是在试监状态,

它都会检测当前的传感器值是否超过限定值。

试验时保护是指只在试验过程中起保护作用的设置，当试验停止后，保护立即失效。此

种设置通常是用来设定试验的停机条件的。

注意：保护参数不可超过传感器的量程。

可根据不同的试验要求，设定负荷，位移，应力，应变的最大值，以及试验时间。在试

脸过程中，当系统检测到超过上述设定值时立即停止试脸"

提示：如果同时设定了2种以上的停机条件，那么系统将会执行最先到达的停机条件。

4控制方式

试验控制方式分为：变形控制，负荷控制，应变控制，应力控制。

5试验速度

参数设置

系统参数|试验设置［理制与三』保护参数

负荷速度：10。N/min

负荷控制应变速度：|3%/min

「应变控制应力速度:300kPa/min

6应力控制“围压一轴压耦合

轴压关系:。1=0.7503

「分级加载

7保持条件:0.5MPa

，确定X取消♦应用

本试验机根据不同的试验，可进行下列4种试验速度设置：变形速度，负荷速度，应

变速度，应力速度,分别对应于试验控制方式中的：变形控制，负荷控制，应变控制，应力

控制。应变控制mm/min,应力控制kpa/min。

6围压一轴压耦合

参数设置因

系统参数|试验设置；理电质三』保护参数

控制方式速度设置

变形速度:

「变形控制

负荷速度:

「负荷控制应变速度:

「应变控制应力速度:

6应力控制，围压一轴压耦合

一轴压关系：。1=|0.7503

。分级加载

厂保持条件：厂0.5MPa

，确定X取消I.应用I

图26

用于设置试验中围压与轴压的耦合关系，可单选粕压关系或保持条件；或者同时选择

以上二者。

7分级加载

级数速度mm/inin加载到mm保持（3）

125too

228100

3-1一8100

435150

5-12100000000

分取教।

厂究统柜裴［5保存分级设置|

图27

分级加载设置，设置每级速度，加载目标，保持时间，选择珍扬史费则采用

分级加载方案。

多级加载是试验控制方式中的一种组合加载方式，指试验过程中控制参量和控制方式有

多种，各级之间可任意切於不同试验控制方式，根据试验要求，改变不同的控制参量、等待

保持时间（恒定的压力、应力保持、恒定的变形、应变保持）和控制方式实现不同的应力路

径加载至试样破坏。

每一级加我控制时，可选择力控制、变形控制、应力控制、应变控制、时间控制多种控

制方式之一，整个试验历程为力控制、变形控制、应力控制、应变控制、时间控制多种控制

方式的组合。

多级加载有“单调多级加载”和“循环多级加载”两类。

选择“多级加载控制”方式后，弹出一个多级加载设置框，输入设定值，点击“应用”

确认设定值，再点击“运行”，计算机指令轴向加载系统控制电机以设定的控制参量加载，

实现多级加载控制。

8数据库

打开后，可以再现试验数据。对大批量的试验数据，通过快速查询，可及时迅速地找到

所需的试验数据组类，方便浏览、编辑、统计、打印，如图所示。

图29数据库

9调试

打开“设置/系统调试”菜单后，会弹出如下图所示。

常规设置状态显示包括：采样、画线、数据面板、保护设置信息。

联机状态显示包括：输出板、输入板、光编板、采样板、电机板。当有效联机时，指示

灯变亮。“通讯检杳”按钮用于检杳各个电路板的通讯状态和异常情况。

图3()调试

图31调试

电机调整标签栏显示轴压控制电机、围压调整电机的设置信息；

曲线图表标签栏显示：负荷、围压、应力、应变与时间的曲线、应力与应变关系曲线的

选定信息；主应力差•轴向应变、有效应力比-轴向应变、孔隙水压力-轴向应变的图表信息。

图32调试

10标定

图33标定

试验机各个测量参量的标定是为了确保出厂时精度和准确度。用高一等级的测量系统,

如：0.5级要求的负荷测量值，用0.3级的测量环进行逐点比对校准；0.5级要求的压力测

量值，用0.4级的压力表进行准确度校准。

本试验机各个测量参量的标定设计为自动标定。只要将要求的标准值输入，再将计算机

显示的该T.程晨的实时值输入后，点击“标定有效”按钮即可。

为了保证试验机准确度的安全性，标定程序打开时，设有密

码，以区分试验机管理人员与试验操作者的权限，防止修改标定

数后，影响测量准确性。

标定口令输入，系统默认是11111111。

将实际测最值和屏幕显示值分别输入相应的传感器标定页面中的编辑框中，然后按下

“标定有效”按钮，完成传感器标定。

11工具

打开后，会弹出“单位换算”、“计算器”等常用工具的快捷打开方式操作和打开WORD、

EXCELsACCESS、MATLAB常用程序。

12帮助

有关本试验机操作方面的帮助和使用试验教程。

C4.3LETRYUST试验控制软件操作

LETRYUST试验控制软件的操作，主要集中在“控制操作区”，包括手动操

作、体变控制、孔隙水压力/反压力控制、轴向力控制，共四个部分。

（一）手动操作

手动操作为试验前准备工作必须的操作，用于调整试验空间、体变缸吸水、

反压控制缸吸水等操作。分为轴向加载的升降控制、体变缸控制、反压缸控制四

部分，如图所示。

1、轴向加载的升降控制

在“轴向加载的升降控制”框中，左侧有“up”、“down”字样的四个按钮，用于按卜后确定试样卜.压

头的升降方向，两列为两个不同数量级的速度。按钮上下方有速度输入框。

图35

透］:速度输入框中输入的速度值，正值为上升，负值为下降。

在“轴向加载的升降控制”框中，右侧有一个长条形按钮，用于停止电机。右侧有一

个纵向可拖动的滑杆式操作按钮，通过拖动可随意改变速度，本按钮中的滑块在电机停止时，

处于中间位置。当向上拖动时，电机驱动轴向加载的试样下压头上升；当向下拖动时，电机

驱动轴向加载的试样下压头下降。按钮上方有•个速度显示框，拖动滑块改变速度时，实时

显示当前速度。

2、围压体变缸控制

在“围压体变缸控制”框中，左侧有“up”、“down”字样的四个按钮，用于按下后确

定体变控制缸活塞的进出方向，两列为两个不同数量级的速度。按钮上下方有速度输入框。

1g：速度输入框中输入的速度值，正值为前进，负值为后退。

在“体变缸控制”框中，中间有一个长条形按钮，用于停止电机。右侧有一个纵向可拖

动的滑杆式操作按钮，通过拖动可随意改变速度，本按钮中的滑块在电机停止时，处于中间

位置。当向上拖动时，电机驱动体变控制缸活塞前进：当向下拖动时，电机驱动体变控制缸

活塞后退。按钿卜.方有一个速度显示框，拖动滑块改变速度时，实时显示当前速度。

（二）体变控制

体变的准确测量，不仅可反应出试样的侧向变形和£3,描绘出试样变形后

的真实形状。

在“体变控制”中，试样高度选择为下拉式控件，点击右边的箭头方块，下

拉出39.1X80、61.8X100、61.8X125规格尺寸试样，根据试验选择。

（三）孔隙水压/反压控制

孔隙水压力和反压力控制因不会同时使用，并且使用同一管路，所以设计为

一套控制系统。

■:因为孔隙水压力为负值，选用负压力传感器，因此，控制、测量时一

定要进行管路的正确切换，否则会损坏传感器。

1、孔隙水压力控制

在进行非饱和土试验时，连接好抽气装置，开启下孔压开关，缓慢抽气，非饱和土样自

下端面排气，达到试验设计的孔隙水压力值时，关闭下孔压开关，观察试验中孔隙气压力的

变化规律。

一般地，孔隙水压力控制方式为施加负压力，即待陶土板下面的气泡冲水排净后，通过

控制缸抽负压进行控制，系统程序缺省默认为施加负压控制方式。

2、反压力控制

打开控制界面，选择控制类型，进入孔隙水压力控制，选择控制方式。

选择“与围压差量控制”方式，在参数设定框中输入周围压力与反压力恒差值，点击“确

认”，控制系统会自动将反压力保持在该设定值。饱和试样时，手动调节气压调节阀，施加

周围压力，使周围压力升高，控制系统会自动跟踪控制反压力，将反压力保持在与周围压力

有预先设定的恒定差量的水平。

（四）轴向加载控制

控制方式有力控制、变形控制、应力控制、应变控制和多级加载控制多种方式。控制参

量的设定指与力控制、变形控制、应力控制、应变控制各种控制方式对应的控制参与量的设

定值。

1、力控制

选择“力控制”方式后，在“力控试验速率”输入框中输入设定值，点击“应用”确认

设定值，再点击“运行”，计算机将采集到的力传感器的实时值与设定的控制值进行逻辑比

较，实时调整控制系统，使反馈量与控制保持一致，指令轴向加载系统控制电机以设定的控

制参量加载，实现力的闭环控制。

2、变形控制

选择“变形控制”方式后，在“变形控制试验速率”输入框中输入设定值，点击“应用”

确认设定值，再点击“运行”，计算机将采集到的轴向位移传感器的实时值与设定的控制值

进行逻辑比较，实时调整控制系统，使反馈量与控制保持一致，指令轴向加载系统控制电机

以设定的控制参量加载，实现变形的闭环控制。

3、应力控制

选择“应力控制”方式后，在“应力控试验速率”输入框中输入设定值，点击“应用”

确认设定值，再点击“运行”，计算机将采集到的力传感器的实时值转化运算为应力值，并

与设定的控制值进行逻辑比较，实时调整控制系统，使反馈量与控制保持一致，指令轴向加

载系统控制电机以设定的控制参量加载，实现应力的闭环控制。

4、应变控制

选择“应变控制”方式后，在“应变控试验速率”输入框中输入设定值，点击“应用”

确认设定值，再点击“运行”，计算机将采集到的轴向位移传感器的实时值转化运算为应变

值，并与设定的控制值进夕亍逻辑比较，实时调整控制系统，使反馈量与控制保持一致，指令

轴向加载系统控制电机以设定的控制参量加载，实现应变的闭环控制。

5、多级加载控制

多级加载是指试验过程中控制参量和控制方式有多种，各级之间可任意切换不同试验控

制方式，根据试验要求，改变不同的控制参量和控制方式实现不同的应力路径加载至试样破

坏。

图36

每一级加载控制时，可选择力控制、变形控制、应力控制、应变控制、时间控制多种控

制方式之一，整个试验历程为力控制、变形控制、应力控制、应变控制、时间控制多种控制

方式的组合。

多级加载有“单调多级加载”和“循环多级加载”两类。

选择“多级加载控制”方式后，弹出一个多级加载设置框，输入设定值，点击“应用”

确认设定值，再点击“运行”，计算机指令轴向加载系统控制电机以设定的控制参量加载,

实现多级加载控制。

（五）数据处理软件的操作

点击菜单栏上的“工具”，选择数据处理，如计算摩尔圆，打开数据处理软件。

图37

土工试验的数据处理主要有:

1、确定孔隙水压力系数;

2、绘制主应力差与轴向应变关系曲线

以主应力差（。「。3）为纵坐标，轴向应变为£.横坐标，绘制主应力差与轴向应变关系

曲线。若有峰值时，取曲线上主应力差的峰值作为破坏点；若无峰值时，则取15%轴向应

变时的主应力差值作为破坏点。

3、绘制强度包线

以剪应力I为纵坐标，法向应力。为横坐标，在横坐标轴以破坏时的"“…为

2

CT-c>

圆心，以」~匚为半径，在I-。坐标系上绘制破坏总应力圆，并绘制不同周围压力下

2

诸破坏总应力圆的包线，包线的倾角为内摩擦角中，包线在纵轴上的截距为粘聚力C。

对于有效内摩擦角中和有效粘聚力C,应以0J+U"为圆心,°.一。“为半径

2