Automatische servogesteuerte einfache Schervorrichtung

Produkt-Beschreibung

                                       Automatische servogesteuerte einfache Schervorrichtung

Beschreibung

Dieses Gerät ist dasBTUvollautomatische servogesteuerte einfache Schervorrichtung, erhältlich in folgenden Modellen:

• BTU‑DSSA‑1: Standard (statisch)
• BTU‑DSSA‑2: Dynamisch (zyklische dynamische Belastung in X-Richtung)
• BTU‑DSSA‑3: Tridirektional + dynamische Belastung

Das System besteht im Wesentlichen aus:

• Ein Hauptrahmen (der den Laderahmen bereitstellt)
• Ein vertikales Servomotor-Ladesystem (0–10 kN)
• Ein horizontales Servomotor-Ladesystem (0–10 kN)
• 30 einfache Scheren-Stapelringe (Scherkasten, Innendurchmesser 61,8 mm, je Ringstärke 2 mm)
• Unterstützendes Softwaresystem

Hauptfunktionen:

• Passive aktive Höhenkontrolle
• Spannungsgesteuerte oder dehnungsgesteuerte Belastung
• Statische einfache Scherversuche unter entwässerten (konstante Belastung) oder nicht entwässerten (konstantes Volumen) Bedingungen, mit oder ohne Schervorspannung
• Zyklische dynamische einfache Scherversuche in X-Richtung (DSSA-2/3)

Prüfnormen (International)

• ASTM D6528(Standardprüfverfahren für konsolidierte undrainierte einfache Scherprüfungen)
• ASTM D7608(Restfestigkeit gesättigter bindiger Böden – einfache Schervariante ist seltener)
• ISO 17892-9(Zyklisch dreiachsig – es gelten ähnliche Prinzipien)
• BS 1377-8(Einfacher Scherversuchsabschnitt)
• JGS 0563(Japanische einfache Schertestmethode)

Die Ausrüstung kann die in den oben genannten Normen festgelegten Anforderungen an Schergeschwindigkeit, Normalspannung, entwässerte/nicht entwässerte Bedingungen, dynamische Belastung usw. erfüllen.

Spezifikation

Detail

• Stapelringdesign– 30 Ringe je 2 mm dick, Innendurchmesser 61,8 mm. Die Ringe ermöglichen eine horizontale relative Verschiebung bei gleichzeitiger Beibehaltung einer freien vertikalen Verformung und simulieren so einfache Scherbedingungen.
• Reibungskontrolle– Jede Ringoberfläche wird mit einem Flachschleifer präzisionsgeschliffen, um die Reibung zwischen den Ringen zu minimieren und die Genauigkeit der Scherspannungsmessung zu verbessern.
• Entwässerungs- und Porendruckmessung– Entwässerungsöffnungen unten und oben ermöglichen Konsolidierung und Entwässerungstests. Ein Porendrucksensor überwacht Änderungen des Porenwasserdrucks während der undrainierten Scherung.
• Vertikales Ladesystem– Mechanische Belastung durch Servomotor (kein pneumatischer oder hydraulischer Druck erforderlich), schnelle Reaktion, hohe Genauigkeit. Die vertikale Verschiebung wird von einem linearen Encoder gemessen (keine mechanischen Geräusche).
• Horizontales Ladesystem– Servomotorischer Aktuator für statische oder dynamische (zyklische) Belastung. Dynamische Modelle (DSSA-2/3) können Wellenformlasten (Sinus, Rechteck usw.) in X-Richtung anwenden.
• Steuermodi– Passive aktive Höhenkontrolle: Hält während des Scherens ein konstantes Volumen (nicht entwässert) oder eine konstante Last (entwässert) aufrecht. Unterstützt spannungskontrollierte oder dehnungskontrollierte Pfade.
• Tridirektionale Belastung (DSSA-3)– Zusätzlich zur vertikalen und horizontalen X-Richtung können Lasten in Y-Richtung (dritte Richtung) angewendet werden, um komplexere Spannungszustände zu simulieren.

Anwendung

• Einfaches Scherverhalten von Böden– Simuliert reine Scherspannungszustände im Feld (z. B. horizontales Verschieben von Fundamenten, Boden hinter Stützmauern).
• Konsolidierte nicht entwässerte/konsolidierte entwässerte Festigkeit– Bestimmt die Scherfestigkeitsparameter (c, φ) unter entwässerten oder nicht entwässerten Bedingungen.
• Zyklische dynamische Belastung– Simuliert Erdbeben, Wellen und Verkehrsbelastungen, um Bodenverformung und Festigkeitsabbau zu untersuchen (dynamische einfache Scherung).
• Tests auf ungesättigte Böden(erfordert ungesättigtes Zubehör) – Untersuchen Sie die Wirkung der Saugkraft auf die Scherfestigkeit.
• Weiche Böden und gesättigter Sand– Bewertung des Verflüssigungspotenzials, zyklisches Erweichungsverhalten.
• Hangstabilität und Fundamentgestaltung– Bietet Festigkeitsparameter, die besser mit den tatsächlichen Spannungspfaden übereinstimmen.

Vorteile

• Vollautomatische Servosteuerung– Sowohl die vertikale als auch die horizontale Achse verwenden eine Servomotor-Regelung mit geschlossenem Regelkreis, hohe Ladegenauigkeit und schnelle Reaktion.
• 30 Stapelringe– Im Vergleich zur herkömmlichen direkten Scherung simuliert die einfache Scherung eine kontinuierliche Bodenverformung realistischer, vermeidet Spannungskonzentrationen und ermöglicht große Scherverschiebungen.
• Ringe mit geringer Reibung– Präzisionsgeschliffene Oberflächen reduzieren die Reibung zwischen den Ringen und verbessern so die Genauigkeit der Scherspannungsmessung.
• Flexible Umschaltung zwischen entleertem und nicht entleertem Zustand– Drainageventil und Porendrucksensor ermöglichen die Simulation verschiedener Feldentwässerungsbedingungen.
• Dynamische Ladefähigkeit(DSSA-2/3) – Ermöglicht zyklische einfache Schertests zur Untersuchung des Bodenverhaltens unter dynamischen Belastungen (z. B. Verflüssigung, zyklische Erweichung).
• Tridirektionale Belastung (DSSA-3)– Kann komplexe Spannungspfade simulieren (z. B. Hauptspannungsrotation).
• Hochpräzise Wegmessung– Linear-Encoder liefern rauschfreie, hochauflösende Wegdaten.
• Integrierte Software– Erfasst automatisch Daten, zeichnet Kraft-Zeit- und Spannungs-Weg-Kurven auf und erstellt Berichte.

Was Sie wählen sollten

Wählen Sie das Modell entsprechend den Testanforderungen aus:

Hinweis: Für spezielle Probengrößen (z. B. 100 mm Durchmesser) ist eine individuelle Bestellung beim Hersteller erforderlich.

Prozessablauf

Beispiel:Undrainierter zyklischer einfacher Scherversuch an gesättigtem Ton (DSSA-2)

• Probenvorbereitung
  • Schneiden Sie ungestörten Boden ab oder bereiten Sie eine umgeformte Probe mit einem Ø61,8-mm-Schneidring vor.
  • Sättigen (Vakuum- oder Gegendrucksättigung), anfänglichen Wassergehalt und Dichte messen.

• Musterinstallation
  • Legen Sie die Probe mit porösen Steinen und Filterpapier oben und unten in die Stapelring-Scherbox.
  • Installieren Sie die obere Kappe und den Porendrucksensor.
  • Positionieren Sie den Scherenkasten im Hauptrahmen und verbinden Sie vertikale und horizontale Belastungsstangen.

• Konsolidierung
  • Legen Sie die angestrebte Normalspannung (z. B. 100 kPa) an, öffnen Sie das Ablassventil und lassen Sie die Konsolidierung zu.
  • Zeichnen Sie die vertikale Verformung auf, bis sie stabil ist (Konsolidierung abgeschlossen).

• Testparameter einstellen
  • Wählen Sie in der Software den Testtyp: undrainierte (konstantes Volumen) zyklische einfache Scherung.
  • Legen Sie Parameter für die zyklische Belastung fest: Wellenform (z. B. Sinus), Frequenz (z. B. 1 Hz), zyklisches Spannungsverhältnis (CSR), Anzahl der Zyklen.
  • Stoppbedingungen festlegen: Dehnungsschwelle (z. B. 5 % Dehnung mit doppelter Amplitude) oder voreingestellte Anzahl von Zyklen.

• Beginnen Sie mit der zyklischen Scherung
  • Entleerungsventil schließen (nicht entleert).
  • Der horizontale Servomotor übt eine zyklische Scherbeanspruchung (oder Dehnung) aus.
  • Die Software zeichnet in Echtzeit auf: Scherspannung, Scherdehnung, vertikale Verschiebung, Porendruck, Zykluszahl.
  • Echtzeitdiagramme: Scherspannungs-Dehnungs-Hystereseschleifen, Porendruck vs. Anzahl der Zyklen.

• Stoppbedingung
  • Stoppt automatisch, wenn die voreingestellte Anzahl von Zyklen erreicht ist oder der Dehnungsschwellenwert (z. B. Verflüssigungskriterium) erfüllt ist.

• Ende und Demontage
  • Vertikale Belastung abbauen, Ablassventil öffnen, um Wasser abzulassen.
  • Probe entnehmen, Fehlermodus (falls vorhanden) beobachten, Stapelringe und Sensoren reinigen.

• Datenverarbeitung
  • Die Software berechnet automatisch für jeden Zyklus: Sekantenschubmodul, Dämpfungsverhältnis, Porendruckverhältnis.
  • Stellt das zyklische Spannungsverhältnis im Verhältnis zur Anzahl der Zyklen bis zur Verflüssigung dar (Verflüssigungsfestigkeitskurve).
  • Erstellt einen Testbericht (einschließlich Kurven und Parameter).

Für statische einfache Scherung (DSSA‑1):

• Keine zyklische Belastung; Die Schergeschwindigkeit ist konstant
• Überwachen Sie während der nicht entwässerten Scherung den Porendruck bis zur Spitzen- oder Restfestigkeit.

Für tridirektionale Belastung (DSSA-3):

• Wenden Sie zusätzlich zur vertikalen und horizontalen X-Richtung eine Last in Y-Richtung an (z. B. seitliche Belastung).
• Legen Sie in der Software Spannungs-/Dehnungspfade für alle drei Richtungen fest.

Zusammenfassung:Die BTU-DSSA-Serie vollautomatischer servogesteuerter einfacher Schergeräte bietet Komplettlösungen von statischen einfachen Schergeräten bis hin zu zyklischer dynamischer und tridirektionaler Belastung. Das 30-Stapelring-Design, die reibungsarme Oberflächenbearbeitung und die hochpräzise Servosteuerung machen es zu einem fortschrittlichen Gerät zur Untersuchung des einfachen Scherverhaltens von Böden. Die Auswahl sollte darauf basieren, ob zyklische dynamische Tests oder komplexe tridirektionale Spannungspfade erforderlich sind. Herkömmliche undrainierte einfache Scherung gesättigter Böden kann DSSA-1 verwenden; Erdbebenverflüssigungsstudien erfordern DSSA-2; Die fortgeschrittene konstitutive Modellvalidierung wird am besten durch DSSA-3 unterstützt.