Onverzadigd apparaat met directe afschuiving met hefboom

Productomschrijving

Onverzadigd apparaat met directe afschuiving met hefboom

ModelBTU-DDS-1U

Beschrijving

Dit apparaat is eenonverzadigd apparaat met directe afschuiving met hefboomtype, modelBTU-DDS-1U, speciaal ontworpen voor het testen van de schuifsterkte van onverzadigde gronden. Het maakt gebruik van een gespecialiseerde onverzadigde drukcel en afschuifkast, past normale spanning toe via hefboombelasting en regelt de matrisch zuigkracht met behulp van een keramische schijf en een controlesysteem voor de poriënluchtdruk. Belangrijkste kenmerken:

• Gespecialiseerde drukcel: past netto normale spanning toe, onaangetast door porieluchtdruk; oppervlak behandeld voor corrosiebestendigheid en hoge sterkte.
• Gespecialiseerde schaarkast: Ø61,8 mm × H20 mm, uitgerust met een keramische schijfhouder voor eenvoudige vervanging van de keramische schijf (5 bar, geïmporteerd uit de VS) en gemakkelijk ontluchten door vacuümverzadiging.
• Afschuifsnelheid: 0,00001–6 mm/min, traploze aanpassing, LCD-display.
• Maximale horizontale schuifkracht: 5 kN (optioneel 10 kN).
• Normale druk: getrapte hefboombelasting (gewichten optioneel, maximaal 1600 kPa).
• Normale verplaatsing: bereik 12,7 mm, resolutie 0,01 mm.
• Meting van volumeverandering: bereik 0–200 ml, resolutie 0,01 ml.
• Luchtdruk: 0–0,6 MPa, met manometer klasse 0,25.
• Inclusief data-acquisitiesysteem.

Testnormen (internationaal)

• ASTM D3080(Directe afschuiftest)
• ASTM D5298(Zuigmeting)
• ASTM D6836(Testmethoden voor onverzadigde grond, inclusief astranslatietechniek)
• ISO 17892-10(Directe afschuiftest)
• BS 1377‑7(Directe afschuiftest)
• Residuele sterkte van onverzadigde bodems kan verwijzen naarASTM D7608en vergelijkbaar.

Het apparaat regelt de netto normale spanning door de poriënluchtdruk en de totale normale spanning te reguleren, en voldoet daarmee aan de basisvereisten van de as-translatietechniek.

Specificatie

Detail

• Onverzadigde drukcel– Speciaal zo ontworpen dat de normale laadzuiger afdicht tegen de cel; de toegepaste normaalspanning wordt niet tegengegaan door porie-luchtdruk, waardoor een onafhankelijke controle van de netto normaalspanning mogelijk is (σ_net = σ – u_a).
• Schaarkast en keramische schijf– De basis van de schaarkast heeft een houder voor de keramische schijf, waardoor schijven met verschillende luchtinlaatwaarden (standaard 5 bar, overeenkomend met een luchtinlaatwaarde van 500 kPa) snel kunnen worden vervangen, geschikt voor de meeste onverzadigde grondtesten. De keramische schijf kan worden verwijderd en vacuüm worden verzadigd om een ​​effectieve astranslatie te garanderen.
• Hefboomlaadsysteem– Past normale kracht toe met behulp van gewichten en een hefboom (hefboomverhouding niet vermeld, maar doorgaans 12:1 of 10:1). Eenvoudig, betrouwbaar, vereist geen stroom- of servobesturing. Maximale normale druk tot 1600 kPa, geschikt voor het simuleren van relatief diepe grondlagen.
• Groot schuifsnelheidsbereik– 0,00001–6 mm/min omvat langzame afschuiving (0,02–0,05 mm/min) tot snelle afschuiving (0,8–1,2 mm/min), en kan ook worden gebruikt voor kruiptests.
• Horizontale schuifkracht– Standaard 5 kN (komt overeen met een maximale schuifspanning van ongeveer 1,67 MPa, afhankelijk van het monsteroppervlak). Optioneel 10 kN voor grond met hoge sterkte.
• Verplaatsing en volumemeting– Normale verplaatsing gemeten met een meetklok (resolutie 0,01 mm). Volumeverandering gemeten door een buret of sensor (0–200 ml, resolutie 0,01 ml) om veranderingen in het afgevoerde/geabsorbeerde watervolume te registreren.
• Controle van de poriënluchtdruk– Toegepast via een externe luchtbron en manometer (0–0,6 MPa, nauwkeurigheidsgraad 0,25), aangesloten op de poriënluchtpoort bovenaan de afschuifkast of drukcel.
• Data-acquisitiesysteem– Kan sensoren aansluiten (belasting, verplaatsing, volume, druk) voor automatische datalogging. De handleiding specificeert geen softwarefuncties – waarschijnlijk basisaanwinst.

Sollicitatie

• Onverzadigde hellingstabiliteitsanalyse– Bepaal de schuifsterkteparameters (c′, φ′, φᵇ) onder verschillende netto normale spanningen en zuigingen.
• Uitgestrekte en opvouwbare bodems– Bestudeer het effect van verandering van het watergehalte (verandering in zuigkracht) op de sterkte.
• Afdekkingen voor vuilstortplaatsen– Evaluatie van onverzadigd mechanisch gedrag van de bodem.
• Ondergronden en funderingen– Verkrijg sterkteparameters voor gronden boven de capillaire zone.
• Onderwijs en onderzoek– Onverzadigde grondmechanica in universitaire laboratoria.

Voordelen

• Gespecialiseerd onverzadigd ontwerp– Drukcel en schuifkast geoptimaliseerd voor astranslatie, waardoor onafhankelijke controle van de netto normaalspanning wordt gegarandeerd.
• Handige keramische schijfvervanging– Dankzij het houderontwerp kunnen schijven met verschillende luchtinvoerwaarden eenvoudig worden verwisseld; kan vacuümverzadigd zijn voor betrouwbare zuigcontrole.
• Hendel laden– Geen complex servosysteem; lage kosten, eenvoudig onderhoud en hoge normale belasting (1600 kPa).
• Groot schuifsnelheidsbereik– Voldoet aan diverse testnormen (slow shear, fast shear).
• Optioneel hoge schuifkracht– Tot 10 kN voor zeer sterke of grofkorrelige grond.
• Volumemeting met hoge resolutie– Resolutie van 0,01 ml, geschikt voor het monitoren van veranderingen in het drainage-/absorptievolume in onverzadigde bodems.
• Data-acquisitiesysteem– Vermindert de handmatige opname-inspanning en verbetert de betrouwbaarheid van de gegevens.

Wat te kiezen

Selecteer het apparaat of de accessoires op basis van de testvereisten:

• Noodzaak van onverzadigde testen– Alleen voor verzadigde gronden is een conventioneel apparaat met directe afschuiving goedkoper. Als zuigcontrole vereist is, is dit model noodzakelijk.
• Normale stressvereiste– Maximaal 1600 kPa. Als hogere normale spanningen nodig zijn (bijvoorbeeld voor diepe bodems), overweeg dan andere modellen (bijvoorbeeld DDS-4UF met 3,2 MPa).
• Vereiste afschuifkracht– Standaard 5 kN is geschikt voor de meeste kleisoorten. Voor zand, grove grond of grond met hoge sterkte wordt de 10 kN-optie aanbevolen.
• Luchtinlaatwaarde keramische schijf– Standaard 5 Bar (500 kPa) is voldoende voor de meeste onverzadigde gronden (zuigkracht ≤500 kPa). Voor hogere zuigkracht (bijv. >1000 kPa) kan bij de fabrikant een keramische schijf met hogere invoer (bijv. 15 bar) worden besteld.
• Automatiseringsniveau– Dit apparaat maakt gebruik van hendelladen en handmatige gewichtsveranderingen; het is niet volledig automatisch. Voor volledig automatische besturing (servolading, geprogrammeerde meertrapslading) kiest u modellen zoals DDS‑4UF.
• Gegevensverzameling– Het meegeleverde systeem voldoet aan de basisbehoeften voor loggen. Voor geavanceerde nabewerking (bijv. automatisch plotten van de sterkte-envelop, c/φ-berekening), verifieert u de softwaremogelijkheden of voert u een upgrade uit.
• Begroting– Het onverzadigde directe afschuivingsapparaat van het hefboomtype is goedkoper dan volledig automatische servogestuurde eenheden en biedt een goede waarde als instapmodel voor onverzadigde tests.

Processtroom

Voorbeeld:Onverzadigde directe afschuiftest (geconsolideerd gedraineerd, controle van de netto normale spanning en zuigkracht)

• Voorbereiding van keramische schijven
  • Week de keramische schijf van 5 bar in ontlucht water en breng vacuüm aan om te verzadigen (luchtbellen verwijderen).
  • Installeer de keramische schijf in de houder op de basis van de schaarkast en zorg voor een goede afdichting.

• Voorbereiding van monsters
  • Snijd ongestoorde onverzadigde grond af of bereid een opnieuw gevormd exemplaar voor met behulp van een snijring van Ø61,8 mm × 20 mm.
  • Meet het initiële watergehalte en de dichtheid. Als een specifieke zuigkracht vereist is, pre-equilibreer dan met behulp van dampevenwicht.

• Voorbeeldinstallatie
  • Plaats het monster op de keramische schijf en installeer vervolgens poreuze steen en laadplaat.
  • Monteer de bovenste schaarkast en plaats de hele schaarkast in de drukcel.
  • Sluit de poriënluchtdrukleiding (op de bovenkant van de afschuifkast of drukcel) en de drainage-/volumeveranderingsleiding (op de holte onder de keramische schijf) aan.

• Pas netto normale spanning toe
  • Breng de gewenste totale normale spanning σ aan met behulp van de hendel en gewichten.
  • Voer tegelijkertijd porieluchtdruk uₐ uit (bijv. 50 kPa). Netto normale spanning σ_net = σ – uₐ.

• Zuig af en balanceer
  • Matrische zuigkracht s = uₐ – u_w. Typisch u_w = 0 (afvoerleiding open naar de atmosfeer), dus s = uₐ.
  • Open de afvoerklep en registreer de volumeverandering (drainage/absorptie) totdat deze stabiel is (zuigevenwicht).

• Consolidatie
  • Handhaaf een constante netto normale spanning en zuigkracht; registreer verticale vervorming totdat de consolidatie stabiel is.

• Stel afschuifparameters in
  • Stel op het bedieningspaneel de afschuifsnelheid in (bijvoorbeeld 0,02 mm/min voor langzame afschuiving).
  • Stel de schuifverplaatsingslimiet in (bijv. 6 mm).
  • Sluit het data-acquisitiesysteem aan en zet alle sensoren op nul.

• Begin met knippen
  • Start de stappenmotor om de schaarkast horizontaal te verplaatsen.
  • Het data-acquisitiesysteem registreert in realtime de horizontale schuifkracht, horizontale verplaatsing, verticale verplaatsing, volumeverandering en tijd.
  • Teken de schuifspanning-verplaatsingscurve.

• Stop conditie
  • Wanneer de vooraf ingestelde schuifverplaatsing wordt bereikt of de schuifspanning na een piek aanzienlijk daalt, kunt u handmatig of automatisch stoppen (als het systeem auto-stop ondersteunt).

• Demontage en reiniging
  • Ontlast de gewichten en laat de poriënluchtdruk ontsnappen.
  • Verwijder het preparaat, reinig de schaarkast en de keramische schijf.
  • Voor tests bij verschillende netto normale spanningen of zuigingen herhaalt u stap 1–9.

• Gegevensverwerking
  • Bereken de piekschuifspanning voor elk monster.
  • Voor constante zuigkracht en variërende netto normale spanning, tekent u de sterkte-envelop van Mohr-Coulomb uit om de effectieve spanningssterkteparameters c′ en φ′ te verkrijgen.
  • Voor constante netto normaalspanning en variërende zuigkracht berekent u φᵇ (de hoek waarmee de kracht toeneemt als gevolg van zuigkracht).
  • Genereer een testrapport.

Samenvatting:De BTU-DDS-1U is een onverzadigd direct-shear-apparaat van het hefboomtype dat de as-translatietechniek gebruikt om de zuigkracht te regelen. Het beschikt over een handige vervanging van keramische schijven, een breed afschuifsnelheidsbereik en een hoge normale belastingscapaciteit (tot 1600 kPa). Het is geschikt voor onderzoek naar onverzadigde grondmechanica en bepaling van technische parameters, en biedt goede kostenprestaties als onverzadigd direct afschuifapparaat op instapniveau. Bij de selectie moet rekening worden gehouden met het vereiste zuigbereik (luchtinvoerwaarde van keramische schijven), de behoefte aan hoge schuifkracht en het budget – indien nodig kan een optionele schuifkracht van 10 kN of meer geavanceerde automatisering worden toegevoegd.