دستگاه برش مستقیم غیراشباع نوع اهرمی

توضیحات محصول

دستگاه برش مستقیم غیراشباع نوع اهرمی

مدلBTU-DDS-1U

توضیحات

این دستگاه یکدستگاه برش مستقیم غیراشباع نوع اهرمی، مدلBTU-DDS-1U، به طور خاص برای آزمایش مقاومت برشی خاک های غیر اشباع طراحی شده است. از یک سلول فشار غیراشباع تخصصی و جعبه برشی استفاده می کند، تنش معمولی را از طریق بارگذاری اهرم اعمال می کند، و مکش ماتریک را با استفاده از دیسک سرامیکی و سیستم کنترل فشار هوای منفذی کنترل می کند. ویژگی های اصلی:

• سلول فشار تخصصی: تنش نرمال خالص را اعمال می کند که تحت تأثیر فشار منافذ هوا قرار نمی گیرد. سطح برای مقاومت در برابر خوردگی و استحکام بالا درمان شده است.
• جعبه برشی تخصصی: Ø61.8 میلی‌متر × H20 میلی‌متر، مجهز به نگهدارنده دیسک سرامیکی برای تعویض آسان دیسک سرامیکی (5 بار، وارداتی از ایالات متحده آمریکا) و هواگیری راحت با اشباع خلاء.
• سرعت برشی: 0.00001-6 میلی متر در دقیقه، تنظیم بدون پله، نمایشگر LCD.
• حداکثر نیروی برشی افقی: 5 کیلو نیوتن (اختیاری 10 کیلو نیوتن).
• فشار معمولی: بارگذاری اهرمی مرحله‌ای (وزن اختیاری، حداکثر 1600 کیلو پاسکال).
• جابجایی معمولی: محدوده 12.7 میلی متر، وضوح 0.01 میلی متر.
• اندازه گیری تغییر حجم: محدوده 0-200 میلی لیتر، وضوح 0.01 میلی لیتر.
• فشار هوای منفذی: 0-0.6 مگاپاسکال، با فشار سنج درجه 0.25.
• سیستم جمع آوری داده گنجانده شده است.

استانداردهای آزمون (بین المللی)

• ASTM D3080(آزمایش برش مستقیم)
• ASTM D5298(اندازه گیری مکش)
• ASTM D6836(روش های آزمایش خاک غیر اشباع، از جمله تکنیک ترجمه محوری)
• ISO 17892-10(آزمایش برش مستقیم)
• BS 1377-7(آزمایش برش مستقیم)
• مقاومت باقیمانده خاکهای غیر اشباع ممکن است اشاره داشته باشدASTM D7608و مشابه

دستگاه تنش نرمال خالص را با تنظیم فشار هوای منفذی و تنش نرمال کل کنترل می‌کند و نیازهای اساسی تکنیک ترجمه محوری را برآورده می‌کند.

مشخصات

جزئیات

• سلول فشار غیر اشباع- طراحی ویژه به گونه ای که پیستون بارگذاری معمولی در برابر سلول مهر و موم شود. تنش نرمال اعمال شده با فشار هوای منفذی خنثی نمی شود و این امکان کنترل مستقل تنش نرمال خالص را فراهم می کند (σ_net = σ – u_a).
• جعبه برشی و دیسک سرامیکی– پایه جعبه برشی دارای یک نگهدارنده برای دیسک سرامیکی است که امکان تعویض سریع دیسک‌ها با مقادیر ورودی هوای مختلف را فراهم می‌کند (5 بار استاندارد، مربوط به مقدار ورودی هوا 500 کیلو پاسکال)، مناسب برای اکثر آزمایش‌های خاک غیراشباع. دیسک سرامیکی را می توان برداشت و در خلاء اشباع کرد تا از ترجمه محوری مؤثر اطمینان حاصل شود.
• سیستم بارگیری اهرمی- با استفاده از وزنه و اهرم نیروی عادی را اعمال می کند (نسبت اهرم ذکر نشده است، اما معمولاً 12:1 یا 10:1). ساده، قابل اعتماد، بدون نیاز به قدرت یا کنترل سروو. حداکثر فشار نرمال تا 1600 کیلو پاسکال، قادر به شبیه سازی لایه های نسبتا عمیق خاک است.
• محدوده سرعت برشی گسترده- 0.00001-6 میلی متر در دقیقه، برش آهسته (0.02-0.05 میلی متر در دقیقه) تا برش سریع (0.8-1.2 میلی متر در دقیقه) را پوشش می دهد و همچنین می تواند برای آزمایش های خزش استفاده شود.
• نیروی برشی افقی– استاندارد 5 کیلو نیوتن (مطابق با حداکثر تنش برشی حدود 1.67 مگاپاسکال، بسته به سطح نمونه). اختیاری 10 کیلونیوتن برای خاک های با مقاومت بالا.
• اندازه گیری جابجایی و حجم– جابجایی معمولی اندازه گیری شده توسط یک عدد سنج (رزولیشن 0.01 میلی متر). تغییر حجم توسط بورت یا حسگر اندازه گیری می شود (0-200 میلی لیتر، وضوح 0.01 میلی لیتر) برای ثبت تغییرات حجم آب تخلیه شده/جذب شده.
• کنترل فشار منافذ هوا- از طریق یک منبع هوای خارجی و گیج فشار (0-0.6 مگاپاسکال، درجه دقت 0.25)، متصل به درگاه منفذ هوا در بالای جعبه برشی یا سلول فشار اعمال می شود.
• سیستم جمع آوری داده ها- قابلیت اتصال سنسورها (بار، جابجایی، حجم، فشار) برای ثبت خودکار داده ها. دفترچه راهنما عملکردهای نرم افزار را مشخص نمی کند - احتمالاً کسب اولیه است.

برنامه

• تجزیه و تحلیل پایداری شیب غیر اشباع- پارامترهای مقاومت برشی (c′, φ′, φᵇ) را تحت تنش ها و مکش های نرمال خالص مختلف تعیین کنید.
• خاک های منبسط و جمع شونده– بررسی تأثیر تغییر محتوای آب (تغییر مکش) بر استحکام.
• پوشش های دفن زباله- ارزیابی رفتار مکانیکی خاک غیر اشباع.
• زیربناها و پایه ها- پارامترهای مقاومت را برای خاکهای بالای ناحیه مویرگی بدست آورید.
• تدریس و تحقیق- مکانیک خاک غیر اشباع در آزمایشگاه های دانشگاه.

مزایا

• طراحی تخصصی غیر اشباع- سلول فشار و جعبه برشی بهینه شده برای ترجمه محوری، تضمین کنترل مستقل تنش نرمال خالص.
• تعویض راحت دیسک سرامیکی– طراحی نگهدارنده امکان تعویض آسان دیسک‌ها با مقادیر ورودی هوا را فراهم می‌کند. می تواند برای کنترل مکش قابل اعتماد در خلاء اشباع شود.
• بارگذاری اهرمی- بدون سیستم سروو پیچیده؛ هزینه کم، تعمیر و نگهداری ساده، و می تواند استرس نرمال بالا (1600 کیلو پاسکال) اعمال کند.
• محدوده سرعت برشی گسترده- مطابق با استانداردهای مختلف تست (برش آهسته، برش سریع).
• نیروی برشی بالا اختیاری- تا 10 کیلو نیوتن برای خاک های با مقاومت بالا یا دانه درشت.
• اندازه گیری حجم با وضوح بالا– وضوح 0.01 میلی لیتر، مناسب برای نظارت بر تغییرات حجم زهکشی/جذب در خاک های غیر اشباع.
• سیستم جمع آوری داده ها- تلاش ضبط دستی را کاهش می دهد و قابلیت اطمینان داده ها را بهبود می بخشد.

چه چیزی را انتخاب کنید

دستگاه یا لوازم جانبی آن را بر اساس نیازهای آزمایش انتخاب کنید:

• نیاز به آزمایش غیر اشباع- فقط برای خاک های اشباع، دستگاه برش مستقیم معمولی ارزان تر است. در صورت نیاز به کنترل مکش، این مدل ضروری است.
• نیاز به استرس عادی– حداکثر 1600 کیلو پاسکال. در صورت نیاز به تنش نرمال بالاتر (مثلاً برای خاک های عمیق)، مدل های دیگر را در نظر بگیرید (مانند DDS-4UF با 3.2 مگاپاسکال).
• نیاز نیروی برشی– استاندارد 5 کیلو نیوتن برای اکثر خاک رس ها مناسب است. برای ماسه ها، خاک های درشت یا خاک های با مقاومت بالا، گزینه 10 کیلونیوتن توصیه می شود.
• مقدار ورودی هوا دیسک سرامیکی- استاندارد 5 بار (500 کیلو پاسکال) برای اکثر خاک های غیر اشباع (مکش ≤500 کیلو پاسکال) کافی است. برای مکش های بالاتر (به عنوان مثال، > 1000 کیلو پاسکال)، یک دیسک سرامیکی با ورودی بالاتر (مثلاً 15 بار) را می توان از سازنده سفارش داد.
• سطح اتوماسیون– این دستگاه از بارگذاری اهرمی و تغییر وزن دستی استفاده می کند. کاملا اتوماتیک نیست برای کنترل کاملاً خودکار (بارگیری سروو، بارگذاری چند مرحله ای برنامه ریزی شده)، مدل هایی مانند DDS-4UF را انتخاب کنید.
• اکتساب داده- سیستم شامل نیازهای اولیه ورود به سیستم را برآورده می کند. برای پس پردازش پیشرفته (مثلاً رسم خودکار پاکت قدرت، محاسبه c/φ)، قابلیت های نرم افزار را تأیید کنید یا ارتقا دهید.
• بودجه- دستگاه برش مستقیم غیراشباع نوع اهرمی نسبت به واحدهای کنترل سروو کاملاً اتوماتیک هزینه کمتری دارد و به عنوان یک دستگاه تست غیراشباع سطح ورودی ارزش خوبی را ارائه می دهد.

جریان فرآیند

مثال:آزمایش برش مستقیم غیر اشباع (زهکشی تلفیقی، کنترل تنش نرمال خالص و مکش)

• آماده سازی دیسک سرامیکی
  • دیسک سرامیکی 5 بار را در آب بدون هوا خیس کنید و برای اشباع کردن (حباب های هوا) خلاء اعمال کنید.
  • دیسک سرامیکی را در نگهدارنده روی پایه جعبه برشی نصب کنید و از مهر و موم خوب اطمینان حاصل کنید.

• آماده سازی نمونه
  • خاک غیر اشباع دست نخورده را برش دهید یا با استفاده از یک حلقه برش Ø61.8 × 20 میلی متر، نمونه قالب گیری مجدد را آماده کنید.
  • مقدار و چگالی آب اولیه را اندازه گیری کنید. اگر مکش خاصی مورد نیاز است، با استفاده از تعادل بخار، از قبل تعادل را برقرار کنید.

• نصب نمونه
  • نمونه را روی دیسک سرامیکی قرار دهید، سپس سنگ متخلخل و صفحه بارگیری را نصب کنید.
  • جعبه برشی بالایی را جمع کنید و کل جعبه برشی را در سلول فشار قرار دهید.
  • خط فشار هوا منفذی (به بالای جعبه برشی یا سلول فشار) و خط زهکشی/تغییر حجم (به حفره زیر دیسک سرامیکی) وصل کنید.

• استرس نرمال خالص را اعمال کنید
  • با استفاده از اهرم و وزنه ها، تنش نرمال کل مورد نظر را اعمال کنید.
  • فشار منافذ هوا uₐ (مثلاً 50 کیلو پاسکال) را به طور همزمان اعمال کنید. تنش نرمال خالص σ_net = σ – uₐ.

• ساکشن را اعمال کنید و متعادل کنید
  • مکش ماتریک s = uₐ – u_w. به طور معمول u_w = 0 (خط زهکشی باز به اتمسفر)، بنابراین s = uₐ.
  • شیر تخلیه را باز کنید و تغییر حجم (زهکشی/جذب) را تا زمان پایداری (تعادل مکش) ثبت کنید.

• تحکیم
  • تنش و مکش نرمال خالص ثابت را حفظ کنید. ثبت تغییر شکل عمودی تا زمانی که یکپارچگی پایدار شود.

• تنظیم پارامترهای برشی
  • روی صفحه کنترل، نرخ برش را تنظیم کنید (مثلاً 0.02 میلی متر در دقیقه برای برش آهسته).
  • حد جابجایی برشی را تنظیم کنید (مثلاً 6 میلی متر).
  • سیستم جمع آوری داده ها را وصل کنید و همه سنسورها را صفر کنید.

• برش زدن را شروع کنید
  • استپر موتور را راه اندازی کنید تا جعبه برشی را به صورت افقی حرکت دهید.
  • سیستم جمع آوری داده ها نیروی برشی افقی، جابجایی افقی، جابجایی عمودی، تغییر حجم و زمان را در زمان واقعی ثبت می کند.
  • منحنی تنش برشی-جابجایی را رسم کنید.

• شرط توقف
  • هنگامی که به جابجایی برشی از پیش تعیین شده رسید یا تنش برشی به طور قابل توجهی پس از پیک کاهش یافت، به صورت دستی یا خودکار متوقف شوید (اگر سیستم از توقف خودکار پشتیبانی می کند).

• جداسازی و تمیز کردن
  • وزنه ها را تخلیه کنید و فشار هوای منفذی را آزاد کنید.
  • نمونه را بردارید، جعبه برشی و دیسک سرامیکی را تمیز کنید.
  • برای آزمایش‌ها در تنش‌ها یا مکش‌های خالص مختلف، مراحل 1 تا 9 را تکرار کنید.

• پردازش داده ها
  • اوج تنش برشی برای هر نمونه را محاسبه کنید.
  • برای مکش ثابت و تنش نرمال خالص متغیر، پوشش مقاومت Mohr-Coulomb را رسم کنید تا پارامترهای مقاومت تنش مؤثر c'و φ' را بدست آورید.
  • برای تنش نرمال خالص ثابت و مکش متغیر، φᵇ (زاویه افزایش استحکام در اثر مکش) را محاسبه کنید.
  • یک گزارش تست ایجاد کنید.

خلاصه:BTU-DDS-1U یک دستگاه برشی مستقیم غیراشباع از نوع اهرمی است که از تکنیک ترجمه محوری برای کنترل مکش استفاده می کند. این دیسک دارای جایگزینی مناسب دیسک سرامیکی، محدوده سرعت برشی گسترده و ظرفیت تنش معمولی بالا (تا 1600 کیلو پاسکال) است. این برای تحقیقات مکانیک خاک غیر اشباع و تعیین پارامترهای مهندسی مناسب است و به عنوان یک دستگاه برشی مستقیم غیراشباع سطح ورودی، عملکرد مناسبی را ارائه می دهد. انتخاب باید محدوده مکش مورد نیاز (مقدار ورود هوا دیسک سرامیکی)، نیاز به نیروی برشی بالا و بودجه را در نظر بگیرد – نیروی برشی اختیاری 10 کیلونیوتن یا اتوماسیون پیشرفته‌تر ممکن است در صورت نیاز اضافه شود.