Automatische ungesättigte Direktschervorrichtung

Produkt-Beschreibung

Vollautomatisches Gerät zur ungesättigten Direktscherung

Beschreibung

Bei diesem Gerät handelt es sich um einvollautomatischer ungesättigter Direktscherapparat, ModelleBTU-2UUndBTU-2UM, zur Bestimmung der Scherfestigkeitsparameter ungesättigter Böden unter verschiedenen Saugbedingungen. Es verfügt über eine mikrocomputergesteuerte automatische Beladung, ist mit hochpräzisen Sensoren und einer automatischen Blasenspülvorrichtung ausgestattet und unterstützt optional eine Temperaturregelung.

HauptsächlichFEssen:

• Probengröße: Ø61,8×H20 mm (andere Größen optional).
• Normale Belastung: 2U – 0-400 kPa automatische Steuerung; 2UM – 0-3200 kPa automatische Steuerung.
• Normale Verschiebung: 0-12,7 mm, Genauigkeit 0,003 mm, Auflösung 0,001 mm.
• Horizontale Scherkraft: 2U – 5 kN Wägezelle; 2UM – 10 kN Wägezelle, Genauigkeit ±0,1 % FS.
• Schergeschwindigkeit: 0,0001-6 mm/min, stufenlose Einstellung.
• Porenwasserdruck: 0-0,1 MPa, Genauigkeit 0,1 kPa, Auflösung 0,1 kPa.
• Porenluftdruck: 0-0,9 MPa, Genauigkeit 1 kPa.
• Volumenänderungsmessung: 0-100 ml, Genauigkeit ±0,01 ml, Auflösung 0,001 ml.
• Keramikscheibe: 500 kPa hoher Lufteintritt, importiert aus den USA.
• Steuerungsmethode: 16-Tasten-Folientastatur + 240×128 LCD.
• Erfassungs- und Verarbeitungssoftware: Beinhaltet Datenlogger und Windows-Software.
• Besonderheit: Vollautomatisches Diffusionsluft-Spülgerät zum Spülen von Blasen unter der Keramikscheibe und Messung des Diffusionsluftvolumens.
• Optional: Temperaturkontrollsystem (5‑40 ℃).

Prüfnormen (International)

ASTM D3080(Direkter Schertest)

ASTM D5298(Saugmessung)

ASTM D6836(Testmethoden für ungesättigte Böden, einschließlich Achsentranslationstechnik)

ISO 17892-10(Direkter Schertest)

BS 1377-7(Direkter Schertest)

ASTM D7608(Restfestigkeit – als Referenz)

Das Gerät steuert die Matrixabsaugung mithilfe der Achsentranslationstechnik und erfüllt die grundlegenden Anforderungen der oben genannten Normen für die Prüfung ungesättigter Böden.

Spezifikation

Detail

• Achsenübersetzungstechnik– Wendet den Porenluftdruck (uₐ) an, während der Porenwasserdruck (u_w = 0 oder kontrolliert) aufrechterhalten wird, was eine unabhängige Steuerung der Matrizensaugung s = uₐ – u_w ermöglicht.
• Keramikscheibe mit hohem Lufteintritt– Lufteintrittswert von 500 kPa (importiert), kann die Saugkraft im Bereich von 0–500 kPa steuern und deckt die meisten Testanforderungen für ungesättigte Böden ab.
• Gerät zur Spülung mit diffuser Luft– Vollautomatisches periodisches Ausspülen von Luftblasen, die sich unter der Keramikscheibe ansammeln, um eine Verstopfung der Wasserwege zu verhindern und eine stabile Saugkontrolle zu gewährleisten; Misst auch das Volumen der diffusen Luft zur Entwässerungskorrektur.
• Normaler Ladeunterschied–
• 2U: maximale Normalspannung 400 kPa, geeignet für flache, ungesättigte Böden oder Tests mit geringer Belastung.
• 2UM: maximale Normalspannung 3200 kPa, kann tiefe, ungesättigte Böden oder Bedingungen mit hoher Belastung simulieren.
• Horizontale Scherkraft– 2U: 5 kN (maximale Scherspannung ~1,67 MPa); 2UM: 10 kN (~3,3 MPa), geeignet für hochfeste oder grobkörnige Böden.
• Hochpräzise Volumenmessung– Auflösung der Volumenänderung 0,001 ml, ideal für die Überwachung kleiner Entwässerungs-/Absorptionsänderungen in ungesättigten Böden.
• Option zur Temperaturregelung– 5-40 ℃-System zur Untersuchung von Temperatureffekten auf die Festigkeit ungesättigter Böden.
• Softwarefunktionen– Automatische Datenerfassung, Echtzeit-Kurvenanzeige, Berechnung von Scherfestigkeitsparametern.

Anwendung

• Ungesättigte Hangstabilität– Bestimmen Sie c′, φ′, φᵇ unter verschiedenen Nettonormalspannungen und Sogkräften für die Analyse von durch Regen verursachten Erdrutschen.
• Expansive und kollabierbare Böden– Untersuchen Sie die Auswirkung von Änderungen der Saugwirkung (Wassergehalt) auf die Scherfestigkeit.
• Deponieabdeckungen– Bewerten Sie das mechanische Verhalten ungesättigter Böden.
• Untergründe und Fundamente– Ermitteln Sie Festigkeitsparameter für Böden oberhalb der Kapillarzone.
• Tiefgründige, ungesättigte Böden– Das 2UM-Modell kann Normalspannungen bis zu 3,2 MPa simulieren, geeignet für tiefe Bodenschichten oder hohe Aufschüttungen.
• Studien zum Temperatureffekt– Optionales Temperaturkontrollsystem zur Untersuchung der Temperatur-Saugkraft-Kopplung (z. B. Geothermie, Atommüllentsorgung).

Vorteile

• Vollautomatische Saugsteuerung– Die Achsenverschiebung in Kombination mit einer automatischen diffusen Luftspülvorrichtung sorgt für eine langfristig stabile Saugkontrolle.
• Hochpräzise Messung– Verschiebung 0,001 mm, Volumenänderung 0,001 ml, Porenwasserdruck 0,1 kPa – erfüllt Forschungsanforderungen.
• Zwei Modelle decken einen großen Belastungsbereich ab– 400 kPa für konventionell ungesättigte Böden, 3200 kPa für tiefe Böden mit hoher Belastung.
• Option mit hoher Scherkraft– 2UM bietet eine horizontale Kraft von 10 kN für die Prüfung hochfester oder grober Böden.
• Automatische diffuse Luftspülung– Eliminiert manuelle Eingriffe, gewährleistet die Testkontinuität und verbessert die Datenzuverlässigkeit.
• Hochauflösende Volumenmessung– 0,001 ml erfassen kleine Volumenänderungen während der Drainage/Absorption genau.
• Option zur Temperaturregelung– Optionales 5-40 ℃-Modul zur Untersuchung der Temperatur-Saugkraft-Kopplung.
• Einfache Bedienung– Folientastatur + LCD-Bildschirm, mit Windows-Software für vollautomatische Prüfabläufe.

Was Sie wählen sollten

Wählen Sie das Modell basierend auf den Testanforderungen aus:

Hinweis: Wenn eine andere Probengröße (außer Ø61,8 mm) erforderlich ist, können kundenspezifische Scherboxen beim Hersteller bestellt werden.

Prozessablauf

Beispiel:Ungesättigter direkter Schertest (konsolidierte Entwässerung, Kontrolle der Nettonormalspannung und Sogwirkung)mit BTU-2U oder 2UM.

• Vorbereitung der Keramikscheibe

Die 500-kPa-Keramikscheibe in entlüftetem Wasser einweichen und Vakuum anlegen, um sie zu sättigen (Luftblasen zu entfernen).

Installieren Sie die Keramikscheibe im Boden des Scherkastens und achten Sie dabei auf eine gute Abdichtung. Schließen Sie die Spülleitungen an.

• Probenvorbereitung

Schneiden Sie ungestörten, ungesättigten Boden ab oder bereiten Sie mit einem Ø61,8×20 mm-Schneidring eine umgeformte Probe vor.

Messen Sie den anfänglichen Wassergehalt und die Dichte.

• Musterinstallation

Legen Sie die Probe auf die Keramikscheibe und installieren Sie dann den porösen Stein und die Ladeplatte.

Montieren Sie den oberen Scherkasten und platzieren Sie die Baugruppe in der Direktschervorrichtung.

Verbinden Sie die Porenluftdruckleitung (oben am Scherkasten) und den Porenwasserdrucksensor (unterhalb der Keramikscheibe).

Schließen Sie das Volumenänderungsmesssystem (an die Entwässerungsleitung) an.

• Saugen Sie auf

Über den Porenluftdruckregler den Zielluftdruck (z. B. 100 kPa) anlegen.

Die Entwässerungsleitung ist zur Atmosphäre hin offen, also Matrixsaugung s = uₐ = 100 kPa.

Starten Sie die automatische Spülvorrichtung mit diffuser Luft (periodische Spülung) und zeichnen Sie die Volumenänderung auf, bis sich die Entwässerung stabilisiert.

• Nettonormalspannung anwenden

Tragen Sie über das automatische Normallastsystem eine Ziel-Nettonormalspannung σ_net (z. B. 200 kPa) auf.

Gesamtnormalspannung σ = σ_net + uₐ = 300 kPa.

Zeichnen Sie die normale Verschiebung auf, bis die Konsolidierung stabil ist.

• Scherparameter einstellen

Stellen Sie in der Software die Schergeschwindigkeit ein (z. B. 0,02 mm/min für langsame Scherung oder 0,8 mm/min für schnelle Scherung).

Scherweggrenze einstellen (z. B. 6 mm).

Wählen Sie „Standard-Schermodul“ oder „Schnellschermodul“.

• Beginnen Sie mit dem Scheren

Starten Sie den horizontalen Schrittmotor, um den Scherkasten zu bewegen.

Die Software zeichnet horizontale Scherkraft, horizontale Verschiebung, normale Verschiebung, Volumenänderung, Porenwasserdruck und 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.

• Demontage und Reinigung

Normalkraft entlasten, Porenluftdruck abbauen.

Probe entnehmen, Scherkasten und Keramikscheibe reinigen.

Lassen Sie das Spülgerät laufen, um die Leitungen unter der Keramikscheibe zu reinigen.

• Datenverarbeitung

Die Software berechnet die maximale Scherspannung (oder verbleibende Scherspannung).

Zeichnen Sie für konstanten Sog und variierende Nettonormalspannung die Mohr-Coulomb-Hüllkurve auf, um die effektiven Spannungsfestigkeitsparameter c′ und φ′ zu erhalten.

Berechnen Sie φᵇ für konstante Nettonormalspannung und variierenden Sog.

Testbericht erstellen.

Zusammenfassung:Bei den BTU-2U/2UM handelt es sich um vollautomatische ungesättigte Direktscherapparate mit Achsenverschiebung zur Saugsteuerung, ausgestattet mit einer automatischen diffusen Luftspülvorrichtung und hochpräzisen Sensoren. Der 2U eignet sich für konventionell ungesättigte Böden (max. Normalspannung 400 kPa), während der 2UM für tief belastete, tief ungesättigte Böden (max. 3200 kPa) ausgelegt ist. Beide unterstützen ein optionales Temperaturkontrollsystem. Sie sind anwendbar auf Hangstabilität, ausgedehnte Böden, Deponieabdeckungen, tiefe Auffüllungen und andere Forschungsbereiche. Die Auswahl sollte in erster Linie auf dem erforderlichen Normalspannungsbereich und der Scherkraftkapazität basieren.