Automatisch transparant direct afschuifapparaat

Productomschrijving

Volautomatisch transparant direct-shear-apparaat

Beschrijving

Deze apparatuur is eenvolautomatisch transparant direct afschuifapparaat (transparant grond direct afschuifapparaat), modelBTU-TDSA-10F, speciaal ontworpen voor het observeren van het micromechanische gedrag van transparante grond (of transparante geomaterialen). Het maakt gebruik van een transparante afschuifdoos en kan worden gecombineerd met optische systemen om interne vervormingen, deeltjesbewegingen, schuifbandevolutie en andere microscopische verschijnselen tijdens het afschuiven direct waar te nemen.

De belangrijkste functies zijn onder meer:

• Standaard consolidatie-, standaard schuif-, snelle schuif- en cyclische schuifproeven op transparante grond
• Reologische (kruip)test met directe afschuifkracht
• Pseudodynamische schuifproef (positieve/negatieve controle van schuifrek)
• Interface-afschuiftest
• Consolidatie- en schuifproeven van geomaterialen op microscopische schaal

Belangrijkste kenmerken:

• Transparante schaardoos (vierkant 100 mm en 60 mm); zowel de bovenste als de onderste exemplaren worden ondergedompeld in water om de verzadiging te behouden
• Verticaal laadsysteem: max. normaalkracht 5 kN, nauwkeurigheid ±0,1% FS
• Horizontaal belastingssysteem: 0‑5 kN, nauwkeurigheid ±0,1% FS, afschuifsnelheid 0,00001‑9,99999 mm/min traploos
• Verticale verplaatsing: bereik 0‑12,7 mm, resolutie 0,01 mm, real-time computeracquisitie
• Softwaregestuurd, volautomatisch laden met servofeedback
• Inclusief computergebaseerde software voor gegevensverzameling en -besturing

Testnormen (internationaal)

• ASTM D3080 (directe afschuiftest)
• ASTM D5321 (grensvlakafschuiving)
• ASTM D6528 (eenvoudige afschuiving – soortgelijk principe)
• ASTM D7608 (reststerkte)
• ISO 17892‑10 (directe afschuiftest)
• BS 1377‑7 (directe afschuiftest)

Omdat transparante grond een fysiek modelmateriaal is dat wordt gebruikt om natuurlijke bodems te simuleren, volgen de testmethoden over het algemeen die voor natuurlijke bodems. Het transparante ontwerp is primair bedoeld voor microscopische observatie en verandert niets aan de mechanische testvereisten.

Specificatie

Gebaseerd op de schermafbeelding:

Detail

• Transparante schaardoos– Gemaakt van transparant materiaal (bijvoorbeeld acryl of hoogwaardig glas), waardoor optische systemen (camera's, microscopen, PIV) rechtstreeks de binnenkant van het preparaat kunnen observeren. Zowel de bovenste als de onderste exemplaren worden ondergedompeld in water om de transparante grond verzadigd te houden en mismatch van de brekingsindex te voorkomen.
• Twee doosformaten– Biedt vierkante schaardozen van 100 mm en 60 mm voor verschillende modelschalen.
• Interface-schaarkast– Optioneel of standaard, gebruikt om grensvlakwrijving tussen transparante grond en constructies (bijv. transparante platen, modelpalen) te bestuderen.
• Servo-feedbackregeling– Zowel bij normale als horizontale belasting wordt gebruik gemaakt van een servomotorregeling met gesloten lus voor nauwkeurige toepassing van spannings- of rekpaden.
• Pseudodynamische afschuiftest– In staat tot positieve/negatieve schuifrekcontrole (dwz cyclische omkering van de schuifrichting) om cyclische of dynamische belasting te simuleren.
• Microscopische consolidatie en afschuiving– Gecombineerd met transparante bodem en optische observatie, maakt het onderzoek mogelijk van mechanismen voor consolidatie, compressie en schuifvervorming op deeltjesschaal.
• Uiterst nauwkeurige verplaatsingsmeting– Verticale verplaatsingsresolutie 0,01 mm (10 μm), voldoet aan de vereisten voor microscopische vervormingsobservatie.
• Softwarefuncties– Volautomatische gegevensverzameling en -controle, realtime curveweergave, ondersteuning voor meerdere testmodules.

Sollicitatie

• Transparant grondonderzoek– Gebruik transparante grond om natuurlijk zand of klei te simuleren; te combineren met optische observatie (bijv. PIV) om interne vervorming, schuifbandontwikkeling, deeltjesrotatie en andere microscopische mechanismen te bestuderen.
• Funderingen en funderingen– Observeer grondverdringende velden rond paalfunderingen of ondiepe funderingen tijdens het schuiven.
• Stabiliteit van de helling– Simuleer het falen van hellingafschuiving en observeer de vorming en evolutie van slipoppervlakken.
• Interface-afschuiving– Onderzoek naar de interactie tussen bodem en structuur (keermuren, leidingen, geomembranen).
• Cyclische en dynamische belasting– Onderzoek naar de accumulatie van vervormingen en degradatie van sterkte onder aardbevingen of golfbelastingen (pseudodynamische schuifkracht).
• Kruipgedrag– Observeer het reologisch gedrag onder langdurige belasting.
• Lesdemonstraties– Visueel demonstreren van het schuifbreukproces van grond voor geotechnisch onderwijs.

Voordelen

• Gevisualiseerd afschuifproces– De transparante afschuifkast in combinatie met een optisch systeem maakt directe observatie van de vervorming van het interne monster mogelijk, waardoor de beperking van conventionele directe afschuifapparaten (die alleen de buitenoppervlakken of oppervlakken na het falen kunnen observeren) wordt overwonnen.
• Twee doosformaten– Dozen van 100 mm en 60 mm bieden flexibiliteit voor verschillende onderzoeksschalen.
• Verzadigde omgeving– Zowel de bovenste als de onderste exemplaren worden ondergedompeld in water om de transparante grond volledig verzadigd te houden en luchtbellen te vermijden die de optische beeldvorming zouden kunnen verstoren.
• Volautomatische servobesturing– Zeer nauwkeurig laden; programmeerbare complexe spanningspaden (cyclisch, kruip, positieve/negatieve rek, enz.).
• Pseudo-dynamische afschuiving– Geschikt voor positieve/negatieve afwisselende spanningscontrole, waardoor daadwerkelijke seismische of golfbelasting nauwkeuriger wordt gesimuleerd.
• Interface-afschuifmogelijkheid– Uitbreidbaar tot onderzoek naar grensvlakken tussen bodem en structuur.
• Compatibel met microscopische observatie– Gecombineerd met PIV en andere technieken levert het rijke gegevens op, zoals verplaatsingsvelden, spanningsvelden, enz.
• Multifunctioneel– Integreert standaard directe afschuiving, snelle afschuiving, cyclische afschuiving, kruip, grensvlakafschuiving en microscopische observatie in één instrument.

Wat te kiezen

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

Processtroom

Voorbeeld:Standaard directe schuifproef op transparante grond (snelle schuifkracht, met PIV-waarneming)

• Transparante grondvoorbereiding
  • Meng transparante vaste deeltjes (bijvoorbeeld gesmolten kwarts) met een porievloeistof met een bijpassende brekingsindex (vaak een gemengde olie) om verzadigde transparante grond te bereiden.
  • Plaats de transparante grond in de onderste vierkante schaarkast van 100 mm en maak het oppervlak waterpas.

• Installeer een schaarkast en een optisch systeem
  • Plaats de schaarkastconstructie in de directe schuiflaadpositie.
  • Installeer de transparante bovenste schaarkast; zowel de bovenste als de onderste monsters worden ondergedompeld in de poriënvloeistof (behoud van verzadiging).
  • Plaats een camera (bijvoorbeeld CCD) en lichtbron naast of boven de schaarkast, aangesloten op een computer.
  • Installeer de verticale laadplaat en verplaatsingssensor.

• Pas normale spanning toe
  • Stel de beoogde normale belasting (bijv. 100 kPa) in via software; het servosysteem past automatisch een constante spanning toe en handhaaft deze.
  • Registreer de normale verplaatsing (consolidatie) tot stabiel.

• Stel afschuifparameters in
  • Selecteer in de software “fast shear module” of “standaard shear module”.
  • Stel de afschuifsnelheid in (bijv. 0,8 mm/min).
  • Stel de schuifverplaatsingslimiet in (bijv. 6 mm).
  • Start de optische acquisitiesoftware (bijvoorbeeld PIV) en bereid u voor op het vastleggen van afbeeldingen.

• Begin met knippen
  • Start het horizontale laadsysteem om de schaarkast te verplaatsen.
  • De computer registreert de schuifkracht, schuifverplaatsing, normale verplaatsing en tijd in realtime.
  • Maak tegelijkertijd beelden van de beweging van deeltjes in de transparante grond met een vaste framesnelheid.

• Gesynchroniseerde observatie
  • PIV-software verwerkt de beeldsequentie om verplaatsingsvelden, spanningsvelden, schuifbandlocatie en andere microscopische parameters te berekenen.
  • Synchroniseer de mechanische curven in de tijd met de microscopische vervormingsbeelden.

• Stop conditie
  • Stopt automatisch wanneer de vooraf ingestelde schuifverplaatsing wordt bereikt of na een duidelijke daling van de piekschuifspanning.

• Demontage en reiniging
  • Ontlast met normale kracht, verwijder de schaarkast, reinig het transparante vuil en de porievloeistof (let op de juiste afvoer/recycling).

• Gegevensverwerking
  • Software berekent de piekschuifspanning en tekent de schuifspanning-verplaatsingscurve uit.
  • Combineer met PIV-analyseresultaten om de dikte van de afschuifband, de rotatiehoeken van de deeltjes, lokale spanning en andere microscopische informatie te verkrijgen.
  • Genereer een testrapport (inclusief mechanische curven en beeldanalyseresultaten).

Voor cyclische of pseudo-dynamische afschuiving: Positieve/negatieve rekamplitude en aantal cycli instellen; de software regelt automatisch de richtingsomkering.
Voor interface-afschuiving: Vervang door de interface-schaarkast en bevestig het structurele materiaal (bijvoorbeeld een transparante acrylplaat) aan één kant van de knipkast.

Samenvatting:De BTU-TDSA-10F is een volautomatisch transparant apparaat met directe afschuiving, voorzien van een transparante afschuifkast en servobesturing. Het ondersteunt meerdere afschuifmodi (standaard, snel, cyclisch, kruip, pseudo-dynamisch, interface). Het belangrijkste voordeel is de visualisatie van interne vervorming, waardoor het geschikt is voor microgeomechanica, interfacegedragsstudies, onderwijsdemonstraties en meer. Bij de selectie moet rekening worden gehouden met de monstergrootte (100 mm / 60 mm) en of er grensvlakafschuiving nodig is. Het optische observatiesysteem (camera, lichtbron, PIV-software) moet door de gebruiker afzonderlijk worden aangeschaft.