Automatyczne przezroczyste urządzenie do bezpośredniego ścinania

opis produktu

W pełni automatyczny, przezroczysty aparat do bezpośredniego ścinania

Opis

Ten sprzęt to m.inw pełni automatyczny przezroczysty aparat do bezpośredniego ścinania (przezroczysty aparat do bezpośredniego ścinania gleby), modelkaBTU-TDSA-10F, specjalnie zaprojektowane do obserwacji mikromechanicznego zachowania przezroczystego gruntu (lub przezroczystych geomateriałów). Wykorzystuje przezroczystą skrzynkę ścinającą i można ją łączyć z systemami optycznymi w celu bezpośredniej obserwacji odkształceń wewnętrznych, ruchów cząstek, ewolucji pasma ścinania i innych zjawisk mikroskopowych podczas ścinania.

Główne funkcje obejmują:

• Testy konsolidacji standardowej, ścinania standardowego, szybkiego ścinania i cyklicznego ścinania na przezroczystym gruncie
• Test reologiczny bezpośredniego ścinania (pełzania).
• Pseudodynamiczny test ścinania (dodatnia/ujemna kontrola odkształcenia ścinającego)
• Test ścinania interfejsu
• Badania konsolidacji i ścinania geomateriałów w skali mikroskopowej

Kluczowe cechy:

• Przezroczyste pudełko na ścinanie (kwadratowe 100 mm i 60 mm); zarówno górne, jak i dolne próbki zanurza się w wodzie w celu utrzymania nasycenia
• Pionowy system załadunku: max. siła normalna 5 kN, dokładność ±0,1% FS
• Poziomy system obciążania: 0‑5 kN, dokładność ±0,1% FS, prędkość ścinania 0,00001‑9,99999 mm/min bezstopniowa
• Przemieszczenie pionowe: zakres 0‑12,7 mm, rozdzielczość 0,01 mm, akwizycja komputerowa w czasie rzeczywistym
• Sterowany programowo, w pełni automatyczny załadunek z serwomechanizmem sprzężenia zwrotnego
• Zawiera komputerowe oprogramowanie do gromadzenia i kontrolowania danych

Standardy testowe (międzynarodowe)

• ASTM D3080 (test bezpośredniego ścinania)
• ASTM D5321 (ścinanie powierzchniowe)
• ASTM D6528 (proste ścinanie – podobna zasada)
• ASTM D7608 (wytrzymałość resztkowa)
• ISO 17892-10 (test bezpośredniego ścinania)
• BS 1377-7 (test bezpośredniego ścinania)

Ponieważ przezroczysta gleba jest fizycznym materiałem modelowym używanym do symulacji gleb naturalnych, jej metody badawcze są na ogół podobne do metod stosowanych w przypadku gleb naturalnych. Przezroczysta konstrukcja służy przede wszystkim do obserwacji mikroskopowych i nie zmienia wymagań dotyczących testów mechanicznych.

Specyfikacja

Na podstawie zrzutu ekranu:

Szczegół

• Przezroczyste pudełko na ścinanie– Wykonane z przezroczystego materiału (np. akrylu lub szkła o wysokiej wytrzymałości), umożliwiającego systemom optycznym (kamery, mikroskopy, PIV) bezpośrednią obserwację wnętrza preparatu. Zarówno górne, jak i dolne próbki zanurza się w wodzie, aby utrzymać nasycenie przezroczystej gleby i uniknąć niedopasowania współczynnika załamania światła.
• Dwa rozmiary pudełek– Zawiera kwadratowe skrzynki ścinane o średnicy 100 mm i 60 mm, umożliwiające dostosowanie do różnych skal modeli.
• Skrzynka ścinająca interfejsu– Opcjonalne lub standardowe, stosowane do badania tarcia powierzchniowego pomiędzy przezroczystym gruntem a konstrukcjami (np. przezroczystymi płytami, stosami modeli).
• Sterowanie ze sprzężeniem zwrotnym serwa– Zarówno przy obciążeniu normalnym, jak i poziomym wykorzystuje się sterowanie serwomotorem w pętli zamkniętej w celu precyzyjnego zastosowania ścieżki naprężenia lub odkształcenia.
• Test ścinania pseudodynamicznego– Możliwość dodatniej/ujemnej kontroli odkształcenia ścinającego (tj. cyklicznego odwrócenia kierunku ścinania) w celu symulacji obciążenia cyklicznego lub dynamicznego.
• Mikroskopijna konsolidacja i ścinanie– W połączeniu z przezroczystą glebą i obserwacją optyczną umożliwia badanie mechanizmów kompresji i deformacji ścinającej w skali cząstek.
• Bardzo precyzyjny pomiar przemieszczenia– Rozdzielczość przemieszczenia pionowego 0,01 mm (10 µm), spełniająca wymogi obserwacji mikroskopowych odkształceń.
• Funkcje oprogramowania– W pełni automatyczne gromadzenie i kontrola danych, wyświetlanie krzywych w czasie rzeczywistym, obsługa wielu modułów testowych.

Aplikacja

• Badanie przezroczystego gruntu– Użyj przezroczystej gleby imitującej naturalny piasek lub glinę; łączyć z obserwacją optyczną (np. PIV) w celu badania odkształcenia wewnętrznego, rozwoju pasma ścinania, rotacji cząstek i innych mechanizmów mikroskopowych.
• Fundamenty i stopy– Podczas ścinania należy obserwować pola przemieszczania się gruntu wokół fundamentów pali lub płytkich fundamentów.
• Stabilność zbocza– Symuluj uszkodzenie ścinania zbocza i obserwuj powstawanie i ewolucję powierzchni poślizgu.
• Ścięcie interfejsu– Badanie interakcji grunt-struktura (ściany oporowe, rury, geomembrany).
• Obciążenia cykliczne i dynamiczne– Badanie akumulacji odkształceń i degradacji wytrzymałości pod wpływem trzęsienia ziemi lub obciążenia falowego (ścinanie pseudodynamiczne).
• Dziwne zachowanie– Należy zwrócić uwagę na zachowanie reologiczne przy długotrwałym obciążeniu.
• Pokazy nauczania– Wizualnie zademonstruj proces niszczenia gruntu pod wpływem ścinania na potrzeby nauczania geotechniki.

Zalety

• Wizualizowany proces ścinania– Przezroczysta skrzynka ścinająca w połączeniu z układem optycznym umożliwia bezpośrednią obserwację wewnętrznych odkształceń próbki, przezwyciężając ograniczenia konwencjonalnych aparatów do bezpośredniego ścinania (które mogą obserwować jedynie powierzchnie zewnętrzne lub powierzchnie po uszkodzeniu).
• Dwa rozmiary pudełek– Pudełka 100 mm i 60 mm umożliwiają elastyczność w przypadku różnych skal badawczych.
• Nasycone środowisko– Zarówno górne, jak i dolne próbki zanurza się w wodzie, aby całkowicie nasycić przezroczystą glebę i uniknąć pęcherzyków powietrza, które mogłyby zakłócać obrazowanie optyczne.
• W pełni automatyczne sterowanie serwomechanizmem– Załadunek o wysokiej precyzji; programowalne złożone ścieżki naprężeń (cykliczne, pełzanie, odkształcenie dodatnie/ujemne itp.).
• Ścinanie pseudodynamiczne– Możliwość dodatniej/ujemnej kontroli naprzemiennego odkształcenia, dokładniej symulująca rzeczywiste obciążenie sejsmiczne lub falowe.
• Możliwość ścinania interfejsu– Możliwość rozszerzenia na badania interfejsu grunt-struktura.
• Kompatybilny z obserwacjami mikroskopowymi– W połączeniu z PIV i innymi technikami zapewnia bogate dane, takie jak pola przemieszczeń, pola odkształceń itp.
• Wielofunkcyjny– Łączy w jednym instrumencie standardowe ścinanie bezpośrednie, ścinanie szybkie, ścinanie cykliczne, pełzanie, ścinanie międzyfazowe i obserwację mikroskopową.

Co wybrać

Wybierz aparaturę lub konfigurację w oparciu o wymagania testowe:

Przepływ procesu

Przykład:Standardowy test bezpośredniego ścinania na przezroczystym podłożu (szybkie ścinanie, z obserwacją PIV)

• Przezroczyste przygotowanie gleby
  • Zmieszać przezroczyste cząstki stałe (np. stopiony kwarc) z płynem porów mającym odpowiedni współczynnik załamania światła (często mieszanym olejem), aby przygotować nasyconą przezroczystą glebę.
  • Umieść przezroczystą ziemię w dolnej kwadratowej skrzynce ścinającej o boku 100 mm i wypoziomuj powierzchnię.

• Zamontować skrzynkę ścinaną i układ optyczny
  • Umieścić zespół skrzynki ścinającej w pozycji bezpośredniego obciążenia ścinającego.
  • Zamontuj przezroczystą górną skrzynkę ścinającą; zarówno górna, jak i dolna próbka są zanurzone w płynie porowym (utrzymują nasycenie).
  • Umieść kamerę (np. CCD) i źródło światła obok lub nad skrzynką ścinającą, podłączoną do komputera.
  • Zamontować pionową płytę obciążającą i czujnik przemieszczenia.

• Zastosuj normalne napięcie
  • Ustaw docelowe naprężenie normalne (np. 100 kPa) za pomocą oprogramowania; system serwo automatycznie przykłada i utrzymuje stałe obciążenie.
  • Rejestruj normalne przemieszczenie (konsolidację) aż do ustabilizowania się.

• Ustaw parametry ścinania
  • W programie wybierz „moduł szybkiego ścinania” lub „moduł standardowego ścinania”.
  • Ustawić szybkość ścinania (np. 0,8 mm/min).
  • Ustaw limit przemieszczenia ścinającego (np. 6 mm).
  • Uruchom oprogramowanie do rejestracji optycznej (np. PIV) i przygotuj się do przechwytywania obrazu.

• Zacznij strzyżenie
  • Uruchom poziomy system ładowania, aby przesunąć skrzynkę ścinaną.
  • Komputer rejestruje siłę ścinającą, przemieszczenie ścinające, przemieszczenie normalne i czas w czasie rzeczywistym.
  • Jednocześnie przechwytuj obrazy ruchu cząstek wewnątrz przezroczystej gleby z ustaloną liczbą klatek na sekundę.

• Zsynchronizowana obserwacja
  • Oprogramowanie PIV przetwarza sekwencję obrazów w celu obliczenia pól przemieszczeń, pól odkształceń, położenia pasma ścinania i innych parametrów mikroskopowych.
  • Synchronizuj w czasie krzywe mechaniczne z obrazami mikroskopowych deformacji.

• Warunek zatrzymania
  • Zatrzymuje się automatycznie po osiągnięciu zadanego przemieszczenia ścinającego lub po wyraźnym szczytowym spadku naprężenia ścinającego.

• Demontaż i czyszczenie
  • Rozładuj normalną siłę, wyjmij skrzynkę ścinającą, oczyść przezroczysty brud i płyn z porów (zwróć uwagę na właściwą utylizację/recykling).

• Przetwarzanie danych
  • Oprogramowanie oblicza szczytowe naprężenie ścinające i wykreśla krzywą naprężenia ścinającego – przemieszczenia.
  • Połącz z wynikami analizy PIV, aby uzyskać grubość pasma ścinania, kąty rotacji cząstek, lokalne odkształcenia i inne informacje mikroskopowe.
  • Wygeneruj raport z testu (w tym krzywe mechaniczne i wyniki analizy obrazu).

Do ścinania cyklicznego lub pseudodynamicznego: Ustaw dodatnią/ujemną amplitudę odkształcenia i liczbę cykli; oprogramowanie automatycznie kontroluje zmianę kierunku.
Do ścinania interfejsu: Wymień na skrzynkę ścinaną interfejsu i przymocuj materiał konstrukcyjny (np. przezroczystą płytę akrylową) do jednej strony skrzynki ścinanej.

Streszczenie:BTU-TDSA-10F to w pełni automatyczne, przezroczyste urządzenie do bezpośredniego ścinania, wyposażone w przezroczystą skrzynkę ścinającą i serwomechanizm. Obsługuje wiele trybów ścinania (standardowy, szybki, cykliczny, pełzanie, pseudodynamiczny, interfejs). Jego podstawową zaletą jest wizualizacja odkształceń wewnętrznych, dzięki czemu nadaje się do mikrogeomechaniki, badań zachowania interfejsów, demonstracji dydaktycznych i nie tylko. Przy wyborze należy wziąć pod uwagę rozmiar próbki (100 mm / 60 mm) i to, czy potrzebne jest ścinanie powierzchni styku. Optyczny system obserwacji (kamera, źródło światła, oprogramowanie PIV) użytkownik musi dokupić osobno.