高精度实验室压力机在加州承载比（CBR）测试中的主要功能是向重塑的土壤样品施加标准化的、受控的载荷。具体来说，该机器确保穿透活塞以严格恒定的速率进入土壤，同时测量施加的力和产生的位移。
通过严格控制穿透速率，实验室压力机生成计算土壤承载力所需的精确应力-穿透数据。这个过程是确定材料是否适合路基施工的技术基础。
CBR测试的力学原理
载荷的受控施加
压力机的主要职责是将穿透活塞压入土壤样品。该样品通常装在圆柱形模具中，根据项目要求，可以进行浸水或未浸水状态的测试。
保持恒定速度
为确保结果的有效性，压力机必须保持特定的恒定穿透速率（通常为1.27毫米/分钟）。机器的液压或机械系统必须足够坚固，能够承受土壤的阻力并保持此速度。
同步数据采集
当活塞穿透土壤时，机器能够同步测量两个变量：施加的载荷和穿透深度。这种双重记录对于绘制材料在应力下的行为图至关重要。
从物理力到工程数据
生成应力-穿透曲线
压力机收集的原始数据——载荷与位移的关系——用于绘制应力-穿透曲线。这种数学表示是识别土壤峰值强度的主要工具。
量化剪切阻力
该测试旨在测量材料抵抗局部剪切变形的能力。高精度压力机提供了稳定载荷记录，这是准确量化这种阻力的必要条件。
理解权衡
对机器刚性的依赖
CBR测试中常见的陷阱是使用刚性或功率不足的压力机。如果机器框架弯曲或电机在高载荷下难以维持恒定速率，则产生的应力-穿透曲线将失真，导致错误的承载力值。
设备与样品制备
虽然机器保证了测试的准确性，但它无法弥补不正确的样品制备。压力机假设圆柱形模具中的土壤已正确重塑；如果样品密度不一致，即使是高精度机器也会产生不能反映真实现场条件的数据。
为您的目标做出正确选择
从实验室压力机获得的数据用于就基础设施稳定性做出关键决策。
- 如果您的主要重点是路面设计：使用压力机得出的CBR值来计算路基层所需的厚度，以确保结构稳定性。
- 如果您的主要重点是材料选择：使用应力-穿透曲线来比较不同的土壤来源，并选择具有最高抗剪切变形能力的土壤。
高精度压力机是原始土力学与可操作的土木工程数据之间的桥梁。
总结表：
| 特性 | 在CBR测试中的功能 | 工程重要性 |
|---|---|---|
| 恒定速度 | 保持1.27毫米/分钟的穿透速率 | 确保测试标准化有效性 |
| 载荷施加 | 将活塞压入重塑的土壤样品 | 测量抵抗局部剪切变形的能力 |
| 数据采集 | 同步记录载荷和位移 | 生成准确的应力-穿透曲线 |
| 系统刚性 | 在高压下最小化框架挠度 | 防止数据失真，确保可靠的承载力 |
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参考文献
- Ricardo Moffat, Felipe A. Villalobos. Experimental Investigation and Analysis of the Influence of Depth and Moisture Content on the Relationship Between Subgrade California Bearing Ratio Tests and Cone Penetration Tests for Pavement Design. DOI: 10.3390/buildings15030345
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
