共振柱試驗儀將共振柱試驗和扭剪試驗集成到了一起，包括一個為試件提供扭轉力矩的電機，一套含調理器的傳感器，一套提供圍壓和反壓的電/氣控制系統，以及一個數據采集儀。

　　共振柱試驗中，試件為圓柱形的，底部被限制不動，頂部施加動態激勵荷載。頂部的扭剪荷載是通過一個連接驅動板的8驅動線圈4塊高強永磁體的電機驅動，最高頻率達300 Hz?；A型號的振動是通過監控最大運動振幅檢測到。

　　按ASTM D4015規定的頻率，剪切波速和剪切波模量是通過彈性理論計算而得到的。相應的剪切應變是通過運行振幅進行評價。材料的阻尼可以通過半功率帶寬或關斷驅動器后的自由振動衰減曲線獲得。

　　在進行扭剪試驗時，試件在周期性的低頻（最大10 Hz）應力下發生變形，同時連續記錄力矩和變形值。

　　飽和階段

　　在飽和階段，隨著圍壓和孔隙壓力的逐步施加，孔隙里的空氣逐步排除?？刂葡到y通過氣液壓力轉換裝置產生圍壓和反壓。圍壓、反壓和孔隙壓力均通過量程為1000kPa的壓力傳感器進行測量，其精度為

　　0.1 kPa。一個±12.5 mm的LVDT安裝在40毫升精密加工而成的計量艙體，構成了高精度的體變測量裝置，精度為0.2%。

　　固結階段

　　試件被施加的反壓取決于最后飽和階段，被施加的圍壓則有賴于下個階段的有效應力。當孔隙水壓完全消散且體變基本不變時，可認為固結階段完成。在這個階段，軸向的壓縮是通過一個12.5 mm量程的LVDT進行測量的。

　　RC和TS試驗通常是在不排水的條件下進行，關閉排水管線并且測量孔隙水壓力的變化。

　　共振柱試驗

　　信號發生器產生的正弦電壓，通過放大器產生了比例放大電流，從而驅動壓力室上安裝的線圈。在線圈的交變電場作用下，驅動盤產生運動，從而將扭轉動作傳遞到時間上。輸入信號頻率的變化，試件的動態響應體現為運動振幅的變化。而振幅的測量可以通過安裝在驅動盤上的加速度傳感器，或位移傳感器測量驅動盤和線圈的相對運動來獲得。

　　使得試件頂部產生最大運動的頻率可以關聯到第一諧振頻率，并且可以通過一系列的頻率輸入掃描檢測得到。通過共振頻率可以評價土樣的正交剪切模量。

　　阻尼比可以通過2種方式進行評估：

　　● 頻率：土樣在全頻率的響應情況（半功率帶寬）

　　● 時間：當切斷驅動電路時，自由振動的衰減曲線（對數衰減法）

　　半功率帶寬被定義為，該頻率下當振幅為1/√2峰值時的脈寬。在對數衰減法里，一個脈沖產生的自由振動位移振幅被監測并記錄，一個典型曲線如下，對數衰減是兩個相鄰數值的自然對數的比例。

　　在給定的有效應力下，重復多次RC試驗，持續地增加輸入電壓的振幅，從而獲得在不斷增加的剪切應變值時，相對應的正交剪切模量和阻尼比。

　　扭剪試驗

　　正弦電流在靜態條件下施加給線圈，試件頂部的運動通過位移傳感器檢測。與剪切應力成比例的輸入電流和與剪切應變成比例的響應的轉動都被同時檢錄。土樣的剪切模量即可通過應力應變環的平均斜率所確定，而材料的阻尼與遲滯環的面積相關。

　　在給定的有效應力下，重復多次TS試驗，持續地增加輸入電壓的振幅，從而獲得在不斷增加的剪切應變值時，相對應的正交剪切模量和阻尼比。

　　系統由下面部件組成：

　　三軸室

　　鋁制三軸室，包含不銹鋼柱和透明亞克力桶，內部直徑170mm，外部直徑200mm，含底部排水管線，用于安裝旋轉驅動電機的內部懸浮框架。電機內含4塊NeFeB高強永磁鐵和8組線圈。

　　50mm直徑試件的測試附件（38mm直徑也可定制）。

　　n°2標定桿套裝 + n°1標定砝碼。

　　主控制箱，電腦，軟件

　　主控制箱用于連接電腦，內部集成了所有控制、電源、電氣元件和啟動元件。系統同時包含氣動作動器（電/氣轉換）和放大裝置。

　　傳感器套裝包含：

　　軸向LVDT位移傳感器，體變測量裝置，三個壓力傳感器，兩個渦流位移傳感器（配備微型驅動器），MEMS加速度傳感器。