Automatisches Gesteinsdirektschergerät

Produkt-Beschreibung

Vollautomatisches Gesteinsdirektschergerät

ModelleBTU-RDSS-30 /BTU-RDDA-50

Beschreibung

Bei diesem Gerät handelt es sich um einVollautomatische Direktschermaschine für GesteinWird zur Bestimmung der Scherfestigkeit von Gesteinsproben (einschließlich runder, quadratischer, kubischer und Gesteinsfragmente) verwendet. Das System verwendetelektrohydraulische Servosteuerung mit geschlossenem Regelkreiszur präzisen Kontrolle von Scher- und Normallasten. Zu den Hauptmerkmalen gehören:

• Servo-Regelung mit geschlossenem Regelkreis, Doppelhub-Scherenantriebssystem (Push/Pull).
• Starrer Normallast-Reaktionsrahmen, der auf Linearlagern montiert ist, um die horizontale Reibung zu minimieren und sicherzustellen, dass die Normallast während der gesamten Scherverschiebung vertikal bleibt
• Präparatring mit Innendurchmesser 150 mm und Höhe bis 150 mm
• Softwaregesteuerter Scherversuch mit konstanter Normalspannung oder konstanter Normalsteifigkeit, grafische Darstellung der Ergebnisse in Echtzeit
• Auch größere Direktscherapparate verfügbar (z. B. Scherlast bis 500 kN, Probengröße bis 150 mm)

Es stehen zwei Modelle zur Verfügung:

• BTU-RDSS-30: Basismodell, 300 kN Scher-/Normallast, 50 mm Hub
• BTU-RDDA-50: Erweitertes Modell, 500 kN Scherung/Normallast, 50 mm Hub, unterstützt Restscherung und inkrementelle Tests

Prüfnormen (International)

• ASTM D5607(Standardtestmethode für direkte Gesteinsscherung)
• Vom ISRM vorgeschlagene Methoden(Direkter Schertest für Gestein – International Society for Rock Mechanics)
• ASTM D4554(Direkte Scherung von Felsblöcken)
• ASTM D2664(Dreiachsige Gesteinsfestigkeit – ähnliches Prinzip)
• BS EN 12407(Naturstein-Testmethoden)

Die Ausrüstung erfüllt die Anforderungen dieser Normen für Belastungskontrolle, Verschiebungsmessung und Normalspannungskontrolle bei direkten Gesteinsschertests.

Spezifikation

Detail

• Elektrohydraulische Servosteuerung mit geschlossenem Regelkreis– Sowohl Scher- als auch Normalbelastung nutzen servohydraulische Systeme zur präzisen Kraft-/Wegsteuerung und unterstützen komplexe Spannungspfade.
• Doppelhub-Push/Pull– Ermöglicht Vorwärts- und Rückwärtsscherung (hin- und hergehende Scherung) zur Prüfung der Restfestigkeit.
• Linearlager-Reaktionsrahmen– Der Normallastreaktionsrahmen ist auf Linearlagern montiert. Während sich die Probe horizontal bewegt, bewegt sich der Reaktionsrahmen mit und stellt so sicher, dass die Normallast senkrecht zur Scherebene bleibt (wodurch exzentrische Momente vermieden werden).
• Musterring– 150 mm Innendurchmesser, 150 mm Höhe, für zylindrische, quadratische, kubische oder unregelmäßige Gesteinsfragmente.
• Wegmessung– Kann vier vertikale Verschiebungssensoren anschließen; Die Software berechnet automatisch die durchschnittliche vertikale Verschiebung.
• Testmodi–
  • Ständige Normalbelastung (konstante Normalbelastung)
  • Konstante Normalsteifigkeit (Simulation spezifischer Randbedingungen)
  • Restscherung (hin- und hergehende Scherung)
  • Inkrementeller Test (mehrstufige Belastung)
• Softwarefunktionen– Automatische Versuchssteuerung, Echtzeitanzeige von Last-Weg-Kurven und Spannungs-Dehnungs-Kurven, automatische Datenverarbeitung.

Anwendung

• Felsmechanik– Bestimmen Sie die Scherfestigkeitsparameter (c, φ) von Felsfugen, Felsblöcken und Strukturebenen.
• Geotechnik– Stabilitätsanalyse von Dammfundamenten, Tunnelumgebungsgestein und Felshängen.
• Felsfragmente– Testen Sie die Scherfestigkeit unregelmäßiger Gesteinsfragmente (z. B. Kolluvium, Schotter).
• Reststärke– Untersuchen Sie den Festigkeitsabbau von Felsfugen nach wiederholter Scherung (BTU-RDDA-50).
• Inkrementelles Testen– Wenden Sie unterschiedliche Normalspannungen auf dieselbe Probe an, um mehrere Festigkeitspunkte zu erhalten.
• Forschung und Lehre– Gesteinsmechanische Labore in Universitäten und Forschungsinstituten.

Vorteile

• Hohe Tragfähigkeit– Bis 500 kN, geeignet für Hartgestein und großformatige Proben.
• Linearlager-Reaktionsrahmen– Stellt sicher, dass die Normalkraft senkrecht zur Scherebene bleibt, vermeidet Momentenfehler und verbessert die Testgenauigkeit.
• Doppelhub-Push/Pull– Ermöglicht eine hin- und hergehende Scherung für Restfestigkeitsstudien.
• Kompatibel mit mehreren Probenformen– Es können runde, quadratische, kubische und unregelmäßige Blöcke getestet werden.
• Servosteuerung mit geschlossenem Regelkreis– Hochpräzise Kraft- oder Wegsteuerung, programmierbare komplexe Testpfade.
• Durchschnittliche vertikale Multisensor-Verschiebung– Vier vertikale Verschiebungssensoren; Die Software berechnet automatisch den Durchschnitt und eliminiert so den Effekt der Probenneigung.
• Umfangreiche Softwarefunktionen– Unterstützt konstante Normalspannung, konstante Normalsteifigkeit, Restscherung, inkrementelle Tests usw.
• Großer Präparatring– 150 mm Innendurchmesser × 150 mm Höhe zum Testen größerer Gesteinsproben.

Was Sie wählen sollten

Wählen Sie das Modell basierend auf den Testanforderungen aus:

Hinweis: Die Funktionen „Restscherung und Inkrementtest“ des BTU-RDDA-50 sind sehr wichtig für die Untersuchung der Entwicklung der Gelenkoberflächenfestigkeit. Sollten in Zukunft solche Tests erforderlich sein, empfiehlt es sich, direkt auf das 50er-Modell zu setzen.

Prozessablauf

Beispiel:Direkter Scherversuch am Gestein (konstante Normalspannung) mitBTU-RDSS-30

• Probenvorbereitung
  • Bereiten Sie zylindrische Gesteinsproben mit 50 mm oder 100 mm Durchmesser oder quadratische/kubische/unregelmäßige Fragmente vor.
  • Messen Sie die Abmessungen der Probe und beschreiben Sie die Eigenschaften der Verbindungsoberfläche (falls vorhanden).

• Musterinstallation
  • Legen Sie die Probe in den Probenring mit 150 mm Innendurchmesser und sichern Sie sie mit Unterlegscheiben oder Vorrichtungen.
  • Positionieren Sie den Probenring im Scherkasten, verbinden Sie den normalen Ladekolben und den horizontalen Ladekolben.
  • Installieren Sie vier vertikale Verschiebungssensoren (LVDTs) rund um die Oberseite der Probe und installieren Sie einen horizontalen Verschiebungssensor.

• Wenden Sie normalen Stress an
  • Stellen Sie die angestrebte Normalspannung (z. B. 2 MPa) über die Software ein.
  • Das normale Servosystem übt automatisch eine konstante Last aus und hält sie aufrecht (der linear gelagerte Reaktionsrahmen sorgt dafür, dass die Kraft vertikal bleibt).
  • Zeichnen Sie die vertikale Verschiebung (Durchschnitt) auf, bis sie stabil ist.

• Scherparameter einstellen
  • Wählen Sie das Modul „Gesteinsdirektscherversuch“ aus.
  • Schergeschwindigkeit einstellen (z. B. 1 mm/min oder Verdrängungssteuerung).
  • Stellen Sie den Grenzwert für die Scherverschiebung ein (z. B. 10 mm oder bis zum Rest).
  • Wählen Sie den Steuerungsmodus: normalerweise Verschiebungssteuerung.

• Beginnen Sie mit dem Scheren
  • Starten Sie das horizontale Servosystem, um den Scherkasten zu schieben.
  • Die Software zeichnet die horizontale Scherkraft, die horizontale Verschiebung, die vertikale Verschiebung (Durchschnitt von vier) und die Zeit in Echtzeit auf.
  • Zeichnen Sie die Schubspannungs-Verschiebungskurve auf.

• Stoppbedingung
  • Stoppt automatisch, wenn die voreingestellte Scherverschiebung erreicht ist oder nach einem deutlichen Abfall der Spitzenscherspannung (Versagen).

• Demontage und Reinigung
  • Entlasten Sie die Normalkraft, ziehen Sie den horizontalen Kolben zurück und entfernen Sie die Probe.
  • Zeichnen Sie den Versagensmodus auf (Scherung entlang der Fuge, Versagen der Gesteinsmatrix usw.).
  • Reinigen Sie den Probenring und die Sensoren.

• Datenverarbeitung
  • Die Software berechnet die maximale Scherspannung.
  • Für Tests bei unterschiedlichen Normalspannungen zeichnen Sie die Mohr-Coulomb-Hüllkurve auf, um die Kohäsion c der Felsfuge und den Reibungswinkel φ zu erhalten.
  • Wenn eine Restscherung durchgeführt wurde (BTU-RDDA-50), berechnen Sie die Restfestigkeitsparameter.
  • Testbericht erstellen.

Für Restscher- oder inkrementelle Prüfungen:

• Restscherung: Kehren Sie nach der ersten Scherung die Richtung um oder führen Sie mehrere hin- und hergehende Scherungen durch, um die Restfestigkeit zu erhalten.
• Inkrementeller Test: Wenden Sie schrittweise unterschiedliche Normalspannungen auf dieselbe Probe an, wobei Sie jedes Mal scheren, um mehrere Datenpunkte zu erhalten (Einsparung von Proben).

Zusammenfassung:BTU-RDSS-30 und BTU-RDDA-50 sind vollautomatische Gesteinsdirektschergeräte mit elektrohydraulischer Servosteuerung mit geschlossenem Regelkreis. Der linear gelagerte Reaktionsrahmen sorgt dafür, dass die Normalkraft senkrecht zur Scherebene bleibt. Sie unterstützen mehrere Probenformen. Der RDSS-30 eignet sich für konventionelle direkte Gesteinsscherung (300 kN), während der RDDA-50 eine höhere Tragfähigkeit (500 kN) bietet und Restscher- und inkrementelle Tests unterstützt. Die Auswahl sollte auf der maximalen Lastanforderung und dem Bedarf an erweiterten Testmodi basieren. Sie sind auf Felsmechanik, Geotechnik und geologische Gefahrenstudien anwendbar.