دستگاه استوانه توخالي تناوبي غيراشباع در زمينه مدلهاي رفتاري خاك، ديناميك خاك، ژئوتكنيك لرزه¬اي و مكانيك خاكهاي غيراشباع در شاخه ژئوتكنيك (زيرمجموعه رشته عمران) قرار مي¬گيرد. در نظر گرفتن شرايط واقعي نمونه خاكهاي زير سازه¬ها يا سازه¬هاي خاكي به عنوان يك محيط اغلب غيراشباع كه مي¬تواند تحت ناهمساني تنش ذاتي و يا القايي قرار گيرد، هدف اصلي اين اختراع بوده است. براي پيشبرد اين هدف سيستم كنترل جريان آب نمونه، سيستم اندازه¬گيري تغييرات درجه اشباع نمونه و سيستم اعمال مكش در نمونه پيش¬بيني، طراحي، ساخته و به دستگاه استوانه توخالي تناوبي افزوده شد. براي الحاق اين سيستم¬ها دو عدد پداستال برنجي با ابعادي مشابه قالب اصلي دستگاه شامل سراميك¬هاي متخلخل ورود هواي بالا جايگزين پداستال پيشين دستگاه شد. همچنين سيستم انتقال محوري متشكل از لوله‌ها، اتصالات، رگلاتور و رطوبت‌گير به منظور اعمال فشار و كنترل مكش بر روي نمونه خاكي طراحي و ساخته شد. در نهايت يك سيستم ستون آب منفي متشكل از دو پايه فلزي و يك لوله افقي شيشه¬اي u شكل به همراه شير‌آلات و اتصالات مربوطه كه بر ‌روي يك پايه سوار شده است به منظور اعمال مكش و اندازه گيري درجه اشباع نمونه¬هاي خاكي، طراحي گرديد و توليد شد.

دستگاه برش ساده تناوبي و المان خمشي كنترل مكش در زمينه ديناميك خاك، ژئوتكنيك لرزه¬اي و مكانيك خاك¬هاي غيراشباع در شاخه ژئوتكنيك (خاك و پي) به عنوان زيرمجموعه رشته عمران قرار مي-گيرد. مدول برشي و نسبت ميرايي به ترتيب به عنوان شاخص¬هاي سختي و استهلاك انرژي، اصلي¬ترين پارامترهاي خصوصيات ديناميكي مصالح زميني براي تحليل پديده¬ي انتشار امواج مي¬باشند. همچنين درجه اشباع و مكش پارامتر¬هاي اصلي مورد بحث در مكانيك خاك¬هاي غيراشباع مي¬باشند. دستگاه برش ساده تناوبي و المان خمشي كنترل مكش شامل تركيب چهار جزء اصلي 1) دستگاه برش ساده تناوبي، 2) يك جفت دستگاه المان خمشي، 3) سيستم ستون آب منفي و 4) سيستم انتقال محوري است كه به صورت همزمان قابل بهره برداري هستند. در واقع سه جزء آخر به طور مناسب به جزء اول الحاق شده¬اند و در نتيجه آن اين دستگاه مي¬تواند به صورت همزمان مدول برشي و نسبت ميرايي كرنش¬هاي بزرگ و كرنش¬هاي كوچك خاك را به دست دهد و نيز به صورت دقيق و وسيع مكش و درجه اشباع در خاك را كنترل و اندازه¬گيري نمايد و شرايط واقعي خاك در طبيعت را از نظر رطوبتي شبيه سازي كند.