Grofkorrelig gronddrukmembraanapparaat

Productomschrijving

Beschrijving

Deze serie instrumenten is ontworpen voor het testen van onverzadigde grond om de bodem-waterkarakteristieke curve (SWCC) te bepalen – dat wil zeggen de relatie tussen de zuigkracht en het grondwatergehalte (volumetrisch watergehalte, gravimetrisch watergehalte of mate van verzadiging). Het apparaat maakt gebruik van de as-translatietechniek om nauwkeurig matrixzuiging op het monster toe te passen door de luchtdruk te regelen, waardoor een volledige SWCC wordt verkregen. Het wordt veel gebruikt in de onverzadigde bodemmechanica, analyse van hellingsstabiliteit, voorspelling van funderingszettingen en aanverwante velden.

Er zijn twee modellen beschikbaar:

• BTU‑SWCC‑1(standaard drukplaatapparaat)
• BTU‑SWCC‑2(grofkorrelig gronddrukmembraanapparaat), dat een grotere interne kamer heeft die meerdere gestapelde keramische schijven kan bevatten – geschikt voor grondonderzoek met hoge doorvoer of grofkorrelige grond.

Testnormen

De apparatuur is geschikt voor de volgende internationale normen, waaronder testmethoden voor drukplaten/membraan:

• ASTM D6836(Standaardtestmethoden voor het bepalen van de karakteristiek van het grondwater): Methode B (drukkamer met volumemeting) en methode C (drukkamer met gravimetrische meting) bestrijken zuigbereiken van 0 tot 1500 kPa, wat precies het bereik is van een drukplaatapparaat van 15 bar.
• ISO11274(Bodemkwaliteit – Bepaling van de waterretentiekarakteristiek – Laboratoriummethoden): Hoofdstuk 4.4 beschrijft specifiek het gebruik van een drukplaattrekker om de grondwaterretentie te bepalen over een drukbereik van ongeveer 5 kPa tot 1500 kPa.
• ASTM D2325(Standaardtestmethode voor capillaire-vochtrelaties voor bodems met grove en middelmatige textuur door drukmembraanapparatuur – historische standaard, vervangen door D6836)
• GB/T 50123-2019(Standaard voor geotechnische testmethode – sectie Onderzoek onverzadigde grond)

Specificatie

BTU‑SWCC‑1 (standaard drukplaatapparaat)

BTU‑SWCC‑2 (Grofkorrelig gronddrukmembraanapparaat)

Detail

• Kernprincipe (As-Vertaaltechniek): Luchtdruk wordt via een drukregelaar op de drukkamer uitgeoefend. Deze luchtdruk is gelijk aan de matrische zuiging die op het monster wordt uitgeoefend. Omdat de keramische schijf een hoge luchtinlaatwaarde heeft (15 bar, hoger dan de toegepaste luchtdruk), wordt luchtdoorbraak voorkomen, terwijl poriënwater door de keramische schijf naar de drainageleiding kan stromen voor meting. Dit is de standaardmethode voor de SWCC-bepaling van onverzadigde bodems en wordt breed gevalideerd.

• Keramische schijf met hoge luchtinlaat (15 bar): De keramische schijf van 15 bar is het kritische onderdeel van het apparaat. De extreem kleine poriegrootte verhindert luchtdoorgang, zelfs bij matrische aanzuigingen tot 1500 kPa, waardoor de poriënwaterdruk gedurende de hele test op atmosferische druk blijft. De BTU‑SWCC‑2 bevat ook keramische schijven van 5 bar voor tests met lagere zuigkracht.

• Verticaal pneumatisch laadsysteem: Uitgerust met een bidirectionele laadcilinder (kracht 0-5 kN, verplaatsing 0-50 mm), waardoor verticale belasting onder K₀-omstandigheden mogelijk is (geconsolideerde toestand). Dit simuleert in-situ stressomstandigheden voor stressafhankelijke SWCC-tests (SDSWCC).

• Dubbele manometers en regelaar: Zeer nauwkeurige manometer en regelaar van klasse 0,25 met instelbare toevoerdruk van 0‑1,5 MPa zorgen voor een nauwkeurige zuigregeling.

• Volumemeetapparaat: Bereik van 0-200 ml, nauwkeurigheid van ±0,01 ml, meet nauwkeurig de drainage van het monster, waardoor berekening van de volumetrische verandering van het watergehalte mogelijk is. Speciaal acquisitiekanaal voor geautomatiseerde gegevensverzameling.

• LCD-displaysysteem: Realtime weergave van axiale kracht en verplaatsing voor eenvoudige monitoring.

• Software voor gegevensverzameling en -verwerking: Speciale software registreert automatisch de drainage versus de tijd, berekent veranderingen in het watergehalte, genereert SWCC-curven en geeft belangrijke parameters weer (luchtinlaatwaarde, restwatergehalte, enz.).

• Optioneel temperatuurregelsysteem: 0 – +90℃ maakt studie van temperatuureffecten op de retentie van onverzadigd grondwater mogelijk.

• Ontwerp met hoge capaciteit (BTU‑SWCC‑2): De interne kamer kan maximaal 48 snijringspecimens tegelijkertijd bevatten, waardoor de efficiëntie van batchtests aanzienlijk wordt verbeterd.

Sollicitatie

• Bepaling van de bodem-waterkarakteristieke curve (SWCC) van onverzadigde bodems (droog- en bevochtigingspaden)
• Studie van de relatie tussen matric zuiging en bodemwatergehalte
• Analyse van hellingsstabiliteit (SWCC is van fundamenteel belang voor het vaststellen van de theorie over de schuifsterkte van onverzadigde grond)
• Draagvermogen en zettingsvoorspelling van funderingen (sleutelparameter in onverzadigde grondmechanica)
• Analyse van kwelkarakteristieken (bepaling van onverzadigde hydraulische geleidbaarheid)
• Evaluatie van de invloed van veranderingen in het grondwaterpeil op bodemtechnisch gedrag
• Prestatiebeoordeling van stortplaatsvoeringsystemen
• Hydromechanisch koppelingsgedrag van onverzadigde bodems
• Evaluatie van waterretentie van bentoniet-gemodificeerde of gestabiliseerde bodems
• Studies over aanpassing aan de klimaatverandering voor infrastructuur

Voordelen

• Groot zuigbereik: Maximale gecontroleerde zuigkracht 15 bar (1500 kPa) – voldoet volledig aan ASTM D6836 Methoden B/C en dekt het zuigbereik van de meeste onverzadigde bodems.
• Uiterst nauwkeurige zuigregeling: Manometer en precisieregelaar van klasse 0,25 zorgen voor een toonaangevende nauwkeurigheid van de zuigregeling.
• Stressafhankelijke SWCC-testcapaciteit: Uniek verticaal pneumatisch laadsysteem maakt verticale belastingtoepassing (0-5 kN) onder K₀-omstandigheden mogelijk - maakt spanningsafhankelijke SWCC (SDSWCC)-testen mogelijk die in-situ spanningsomstandigheden werkelijk simuleren, een functie die niet beschikbaar is op standaard drukplaatapparatuur.
• Groot volumemeetbereik: 0‑200 ml drainagemeetbereik met ±0,01 ml nauwkeurigheid – geschikt voor diverse grondsoorten.
• Realtime gegevensmonitoring: LCD-scherm geeft de axiale kracht en verplaatsing weer voor eenvoudige testbewaking.
• Meerdere opties voor monstergrootte: Ondersteunt Φ61,8 mm, Φ70 mm, Φ90 mm; Het grofkorrelige model ondersteunt monsters van Φ150 mm – voldoet aan verschillende testvereisten.
• Hoge doorvoer (BTU‑SWCC‑2): Test tot 48 monsters tegelijk – verbetert de laboratoriumefficiëntie aanzienlijk.
• Optionele temperatuurregeling: 0 – +90℃ Optioneel systeem maakt onderzoek mogelijk van temperatuureffecten op onverzadigd bodemgedrag.
• Geautomatiseerde data-acquisitie: Speciale software berekent en plot automatisch SWCC-curven – vermindert handmatige gegevensverwerkingsfouten.
• Gestandaardiseerde testprocedure: Voldoet volledig aan ASTM D6836 en ISO 11274 – testresultaten worden internationaal erkend.

Wat te kiezen

Processtroom

• Voorbereiding van monsters: Bereid een grondmonster van de gespecificeerde grootte volgens standaardprocedures; meet het initiële watergehalte; plaats het in een snijring.
• Verzadigde keramische schijf: Doordrenk de keramische schijf met hoge luchtinvoer van 15 bar volledig en verwijder alle luchtbellen.
• Voorbeeldinstallatie: Plaats de verzadigde keramische schijf op de bodem van de drukkamer; plaats het preparaat op de keramische schijf en zorg voor goed contact.
• Afvoersysteem aansluiten: Sluit de drainageleiding aan op het volumemeetapparaat (bereik 0‑200 ml, nauwkeurigheid ±0,01 ml).
• Pas luchtdruk toe: Pas geleidelijk de doelluchtdruk toe (0‑1,5 MPa, vrij instelbaar) met behulp van de uiterst nauwkeurige regelaar – dit vertegenwoordigt de gewenste matrieke zuigkracht.
• Meet de drainage en bepaal het evenwicht: Wanneer de drainage van het bodemmonster bij deze afzuiging een evenwicht bereikt, registreer dan het cumulatieve drainagevolume met behulp van het volumemeetapparaat. Het evenwicht wordt doorgaans als bereikt beschouwd wanneer opeenvolgende metingen (bijvoorbeeld over een periode van 24 uur) met minder dan 0,01 ml veranderen.
• Verhoog de zuigkracht stapsgewijs: Verhoog volgens het testplan geleidelijk de luchtdruk (waardoor de matrische zuiging toeneemt) en herhaal stap 5-6 om drainagegegevens op meerdere zuigpunten te verkrijgen.
• Monster lossen en wegen: Nadat alle zuigpunten zijn voltooid, laat u de luchtdruk ontsnappen, verwijdert u het monster en meet u het uiteindelijke watergehalte.
• Gegevensberekening: Gebruik de afvoervolumes bij elke zuigstap samen met de initiële en uiteindelijke waterinhoud en bereken het volumetrische watergehalte (of de verzadigingsgraad) op elk zuigpunt terug.
• SWCC-curvefitting: Zet de zuigwaarden uit tegen de overeenkomstige volumetrische waterinhoud in een semi-logaritmische grafiek; gebruik professionele software om curve-fitting uit te voeren en de volledige SWCC te verkrijgen.
• Parameters extraheren: Haal uit de SWCC-curve de belangrijkste parameters eruit – luchtinlaatwaarde (AEV), restwatergehalte, helling van de curve, enz.
• Het genereren van rapporten: Produceer een testrapport met de SWCC-curve en de belangrijkste parameters.