Automatisches dreiachsiges Gesteinsbodensystem

Produkt-Beschreibung

ModellBTU-TTS-20 Vollautomatisches Triaxialgerät

Beschreibung

Bei diesem Gerät handelt es sich um einvollautomatisches dreiachsiges Gesteins-/Bodenprüfsystem, ModellBTU-TTS-20, konzipiert für großformatige Proben (Ø200 mm × H400 mm).
Hauptkomponenten und Funktionen:

• Zweisäuliger Lastrahmen– Spindel mit Servomotorantrieb, maximale Axialkraft 200 kN, Belastungsgeschwindigkeit 0,00001–9,99999 mm/min (stufenlose Einstellung). Der Rahmen integriert eine 4-Kanal-Datenerfassungseinheit, eine 16-Tasten-Folientastatur und LED-Statusanzeigen.
• Triaxiale Zelle– Maximaler Arbeitsdruck 3 MPa, transparente Seitenwand aus organischem Glas, Probengröße Ø200×400 mm.
• Begrenzungsdruck-/Gegendruck-Volumenregler– Jeweils 0~3 MPa, Auflösung 1 kPa, Genauigkeit ±0,1 % FS, Volumenbereich 0~3000 ml, USB-Schnittstelle, Überdruck- und Übervolumenschutz.
• Volumenänderungs-/Entwässerungsmessung– Bereich 0~3000 ml, Auflösung 0,001 ml, Genauigkeit ±0,03 ml.
• Porendrucksensor– Bereich 7 MPa (das Dokument weist eine geringfügige Inkonsistenz auf; 7 MPa werden als korrekt angenommen), Genauigkeit ±0,1 % FS.
• Software– Vollautomatische Triaxial-Prüfsoftware V3.11 (englische Version), unterstützt Windows-10/11; Enthält Module für Datenerfassung, B-Wert-Prüfung, Gegendrucksättigung, isotrope/anisotrope Konsolidierung, UU, CU (mit Porendruck), CD (mit Volumenänderung), Sensorkalibrierung und Nachbearbeitung (Mohr-Kreis, c, φ).
• Die Konfiguration umfasst außerdem Zubehör für die Probenvorbereitung und ein automatisches Wasserversorgungssystem.

Prüfnormen (International)

Im Dokument sind keine spezifischen Standards aufgeführt. Basierend auf den Funktionen (triaxiale Gesteins-/Bodenkompression, Konsolidierung, entwässerte/nicht entwässerte Prüfung, Porendruckmessung) kann auf die folgenden internationalen Standards verwiesen werden (Rücksprache mit dem Hersteller):

• ASTM D7012(Triaxiale Druckfestigkeit von Gestein)
• ASTM D7181(Konsolidierter undränierter triaxialer Bodentest)
• ASTM D4767(Konsolidierter triaxialer Drainagetest für Böden)
• ASTM D2850(Unkonsolidierter undrainierter triaxialer Bodentest)
• ASTM D2166(Uneingeschränkte Druckfestigkeit)
• ASTM D5084(Durchlässigkeit, falls vorhanden)
• Vom ISRM vorgeschlagene Methoden(Triaxiale Gesteinsprüfung)
• ISO 17892-8/-9(Geotechnische Triaxialversuche)

Für Gesteinskerne mit großem Durchmesser (Ø200 mm),ASTM D2664(Triaxiale Festigkeit des Gesteins) ist ebenfalls relevant.

Detail

• Große Probenkapazität– Ø200×400 mm ermöglicht die Prüfung von grobkörnigen Böden, weichem Gestein oder Hartgestein, wodurch Ablagerungseffekte reduziert werden.
• Hochpräzise Volumenmessung– 0,001 ml Auflösung und ±0,03 ml Genauigkeit, geeignet für hochpräzise Konsolidierungs- und Permeabilitätstests.
• Dual-Controller– Separate Begrenzungs- und Gegendruckregler, jeweils 3000 ml Volumen, ermöglichen Langzeittests oder mehrstufige Beladung.
• Integriertes Lastrahmendesign– Integrierte Erfassungs- und Steuertastatur, wodurch externe Controller überflüssig werden und Kabelsalat und Platzbedarf reduziert werden.
• Umfangreiche Softwarefunktionen–
  • B-Wert-Überprüfung, Gegendrucksättigung
  • Isotrope/anisotrope Konsolidierung
  • UU, CU (Porendruck), CD (Volumenänderung)
  • Automatische Darstellung des Mohrkreises, Berechnung von Kohäsion (c) und Reibungswinkel (φ)
  • Dual-Y-Achsen-Grafik, bis zu 3 gleichzeitige Fenster
  • Daten zoomen, kopieren, speichern, drucken
• Automatischer Schutz– Überdruck- und Übervolumenabschaltung.

Spezifikation

• Felsmechanik– Triaxiale Druckfestigkeit, Verformungsmodul, Poissonzahl, Festigkeitsparameter (c, φ).
• Bodenmechanik– Triaxiale konsolidierte entwässerte/nicht entwässerte Tests auf grobkörnigen Böden, Gesteinsschüttungen und verwittertem Gestein.
• Großmaßstabs-Engineering– Hohe Dämme, Fundamente, Böschungen, Tunnel umgebendes Gestein – Prüfung großer Proben.
• Bergedämme– Bewertung der mechanischen Eigenschaften und der Verflüssigung von Bergesand (sofern dynamisches Modul hinzugefügt wird).
• Energiegeotechnik– Gashydratspeicher, geothermisches Speichergestein – triaxiales Verhalten.
• Lehre und Forschung– Fels-/Bodenmechaniklabore in Universitäten und Forschungsinstituten.

Vorteile

• Große Probenkapazität– Ø200×400 mm stellt grobkörnige Materialien besser dar und entspricht den tatsächlichen technischen Abstufungen.
• Hochpräzise Lautstärkeregelung– 0,001 ml Auflösung über einen Bereich von 3000 ml, ideal für hochpräzise Volumenänderungsmessungen.
• Integrierter Lastrahmen– Kompaktes Design mit integrierter Erfassung und Steuerung, weniger externe Geräte.
• Großer Laderatenbereich– 0,00001~9,99999 mm/min, geeignet sowohl für Kriechen (sehr langsam) als auch für schnelles Scheren.
• Unabhängige Doppelcontroller– Getrennte Begrenzungs- und Gegendrucksteuerung, wodurch komplexe Spannungspfade (z. B. anisotrope Konsolidierung) ermöglicht werden.
• Benutzerfreundliche Software– Englische Oberfläche, modulare Kombination, automatische Mohrkreis- und Berichtserstellung, unterstützt Windows- 10/11.
• Sicherheitsschutz– Automatischer Stopp bei Überdruck/Überlast.
• Erweiterbarkeit– Optionale Spannungsregelung, Temperaturregelung, dynamische Belastungsmodule.

Was Sie wählen sollten

Wählen Sie die Konfiguration entsprechend den Anforderungen aus:

• Probengröße– Wählen Sie für herkömmliche Kerne (Ø50–100 mm) ein kleineres Zellenmodell. Für große Proben mit einem Durchmesser von 200 mm ist BTU-TTS-20 erforderlich.

• Maximale Axialkraft– Weicher Fels oder Boden: 50–100 kN können ausreichen; Hartgestein oder Gesteinsschüttung: 200 kN sind besser geeignet.

• Begrenzender Druckbereich– 3 MPa sind für die meisten geotechnischen Tests ausreichend; Tiefes Gestein erfordert einen höheren Grenzdruck (z. B. 30 MPa) – wählen Sie ein anderes Modell.

• Notwendigkeit einer Stresskontrolle– Die Basissoftware ist dehnungsgesteuert. Fügen Sie für Spannungspfadtests (z. B. k₀-Konsolidierung, Kriechen) die Spannungskontrolloption hinzu.

• Temperaturkontrolle– Erkundigen Sie sich bei gefrorenem Boden oder Hochtemperaturgestein nach einer Aufrüstung der Temperaturregelung.

• Budget– Große Anlagen sind teurer. Wenn solch große Proben nicht benötigt werden, wählen Sie kleinere Modelle (z. B. Ø100 mm oder Ø61,8 mm), um die Kosten zu senken.

Prozessablauf

Beispiel: Triaxialer Drucktest für Gestein (entwässert / CD-Typ)

• Probenvorbereitung– Gesteinskern Ø200×400 mm bohren oder schneiden; Schleifen Sie die Enden flach und glatt. Maße und Gewicht messen.

• Musterinstallation– Legen Sie die Probe auf den dreiachsigen Zellensockel. Schrumpfschlauch oder Gummimembran anbringen; Installieren Sie axiale LVDT- und Umfangs-Dehnungsmessstreifen (falls erforderlich). Verschließe die Zelle; Schließen Sie Begrenzungs- und Gegendruckleitungen an.

• Sättigung (falls erforderlich)– Anlegen eines Gegendrucks (z. B. 0,5 MPa) mithilfe des Gegendruckreglers; Führen Sie eine CO₂-Spülung oder eine Sättigung mit entlüftetem Wasser durch, bis der B-Wert ≥0,95 beträgt.

• Konsolidierung– Wenden Sie den angestrebten Begrenzungsdruck an (z. B. 2 MPa). Halten Sie für eine isotrope Konsolidierung den Begrenzungsdruck konstant; Wenden Sie für eine anisotrope Konsolidierung auch eine axiale Abweichungsspannung an. Zeichnen Sie die Volumenänderung auf (über die Abflussleitung oder den Volumenregler), bis sie stabil ist.

• Scheren– Dehnungsgesteuerten Modus wählen; Schergeschwindigkeit einstellen (z. B. 0,1 mm/min). Die Software zeichnet automatisch Axiallast, Verschiebung, Begrenzungsdruck, Porendruck (falls nicht entleert) und Volumenänderung (falls entleert) auf. Anzeige der Spannungs-Dehnungs-Kurve in Echtzeit.

• Ende des Tests– Stoppen Sie die Belastung, wenn die axiale Dehnung einen voreingestellten Wert (z. B. 15 %) erreicht oder die Last auf 70 % des Spitzenwerts abfällt. Entladen Sie den Begrenzungsdruck, zerlegen Sie die Probe und fotografieren Sie den Fehlermodus.

• Datenverarbeitung– Die Software berechnet automatisch die Spitzenfestigkeit, den Elastizitätsmodul (E) und die Poissonzahl (ν) für jeden Begrenzungsdruck. Anhand der Daten von mindestens drei Grenzdrücken zeichnet die Software Mohrkreise und berechnet c und φ. Erstellt einen Testbericht (exportierbar nach Excel oder Word).

• Aufräumen– Reinigen Sie die Triaxialzelle und die Leitungen; Entlüftetes Wasser nachfüllen.

Hinweis für Bodentests: Bei CU-Tests auf gesättigtem Weichboden muss der Porendruck während der Scherung aufgezeichnet werden. Öffnen Sie bei CD-Tests das Ablassventil, um die Volumenänderung zu messen. Die Softwaremodule umfassen diese Optionen.

Zusammenfassung:Das BTU-TTS-20 ist ein vollautomatisches triaxiales Prüfsystem für großformatige geotechnische Proben mit hoher Präzision. Es eignet sich für fels- und bodenmechanische Studien, die eine Darstellung der Feldabstufung oder die Prüfung großer p erfordernArtikel.