Код продукта
UU-CU-CD трехосные испытательные системы
Стандарты
ASTM D2850, D4767, D7181; AASHTO Т-296, T-297; BS 1377-7,8; BS 1924-2
Определение механических свойств почв является очень важным этапом при проектировании фундаментов, насыпей и других почвенных сооружений. Строительные конструкции, выемки грунта, туннелирование и аналогичные применения оказывают несколько воздействий на структуры недр, и эти эффекты успешно моделируются с помощью трехосных испытаний, где исследуется отношение напряжения-деформации ненарушенного образца грунта, подвергая образец грунта различным уровням напряжения и условиям дренажа.
В трехосном испытании на сдвиг напряжение применяется к образцу испытываемого материала таким
образом, что приводит к тому, что напряжения вдоль одной оси отличаются от напряжений в
перпендикулярных направлениях.
Это обычно достигается путем размещения образца между двумя параллельными плитами, которые
применяют напряжение в одном (обычно вертикальном) направлении, и используя давление жидкости к
образцу для применения напряжения в перпендикулярных направлениях.
Это делается с помощью нашего тестирующего устройства, которое позволяет применять различные
уровни напряжения в каждом из трех ортогональных направлений X, Y, Z.
Применение различных сжимающих напряжений в испытательном устройстве вызывает сдвиговое
напряжение в образце; нагрузки могут быть увеличены, а прогибы отслежены до разрушения образца.
Из данных трехосного испытания можно извлечь основные параметры материала об образце, включая угол сопротивления сдвигу, видимую когезию и угол растираемости.
Эти параметры затем используются в компьютерных моделях для прогнозирования поведения материала в более широком инженерном применении. Примером может служить прогнозирование устойчивости грунта на склоне, будет ли склон разрушаться или будет ли грунт выдерживать напряжения сдвига на склоне и оставаться на месте.
Трехосная испытательная система UTEST обеспечивает автоматические испытания трехосного сжатия на цилиндрических образцах ненарушенного и осушенного грунта. С помощью этого устройства можно автоматически запускать, контролировать и регистрировать тесты на сжатие без консолидации (UU), консолидированный дренаж (CD) и консолидированный без дренажа (CU).
Неконсолидированный недренированный (UU) тест
|
Для испытания UU образцы (предполагаемые насыщенными до испытания) подвергаются ограничивающему давлению жидкости в трехосной камере. Когда образец находится внутри трехосной камеры, давление в камере увеличивается до заданного значения путем вращения ручки блока постоянного давления, и образец доводится до разрушения путем увеличения вертикального напряжения путем приложения постоянной скорости осевой деформации. Поскольку в этом методе насыщение и уплотнение отсутствуют, исходная структура и содержание воды в образце не изменяются. В ходе этого испытания поры и противодавления не измеряются, и поэтому результаты могут быть интерпретированы только с точки зрения общего напряжения по сравнению с ограничительным давлением (напряжением).
|
 |
|
|
Эти испытания обычно проводятся на трех образцах одного и того же образца, подвергнутых различным ограничивающим напряжениям.
Поскольку все образцы предположительно насыщены, прочность на сдвиг одинакова для всех испытаний.
Результаты теста представлены в виде кривых разницы главных стилей в зависимости от деформации. Для условий максимальной разности главных напряжений (взятых как провал) круги Мора построены в терминах общего напряжения. Среднюю прочность на сдвиг при недренированном состоянии регистрируют, и огибающую (Mohr) огибающей проводят по касательной к окружностям Мора, чтобы найти «пересечение сцепления при недренированном сцеплении» и «угол сопротивления сдвигу при недренировке».
|
Испытание на консолидированную недренированную (CU) и тест на консолидированную дренированную (CD)
Параметры пиковой эффективной прочности (c 'и φ') можно определить либо по результатам испытаний на трехосное сжатие без образования осадка (CU) с измерением порового давления, либо из испытаний на трехосное сжатие с консолидированным дренированием (CD). Испытания на консолидированное трехосное сжатие без дренирования / слива обычно проводятся в несколько этапов, включая последовательное насыщение, консолидацию и сдвиг каждого из трех образцов.
Насыщение проводится для того, чтобы гарантировать, что поровая жидкость в образце не содержит свободного воздуха. Насыщение обычно проводят, оставляя образцы с повышенным противодавлением, чтобы воздух в порах растворялся в воде. Противодавление (которое является просто наложенным поровым давлением) прикладывается через измеритель изменения объема к верхней части образца, в то время как давление в ячейке немного более высокого значения также применяется. Как давление в ячейке, так и противодавление, как правило, увеличиваются с шагом, что дает время для выравнивания на каждом этапе. Степень насыщения можно выразить через параметр порового давления Скемптона (Skempton, 1954):
Δ u
B=__________
Δ σ3
где Δu равно изменению порового давления для примененного изменения давления в ячейке Δ σ3. Для идеально насыщенного грунта B равно 1. В некоторых стандартных методах испытаний рекомендуется достичь значения B, превышающего или равного 0,95, прежде чем образец можно будет считать полностью насыщенным и начать стадию консолидации.
Стадия консолидации эффективного стресс-триаксиального теста проводится по двум причинам. Во-первых, три образца испытываются и объединяются при трех различных эффективных давлениях, чтобы получить образцы с различной прочностью, которые будут создавать широко разнесенные круги Мора с эффективным напряжением. Во-вторых, результаты консолидации используются для определения минимального времени до отказа на стадии сдвига.
Эффективное давление уплотнения (то есть давление в камере минус противодавление) обычно увеличивается в два раза между каждым образцом, а среднее давление приближается к вертикальному эффективному напряжению в земле. Когда к образцу прилагаются давление в камере уплотнения и противодавление, показания изменения объема производятся с помощью устройства изменения объема в линии противодавления. Поровое давление измеряется на основании образца, при этом дренаж к линии обратного давления проходит через пористый камень, покрывающий верх образца.
Коэффициент консолидации глины может быть определен путем построения графика изменения объема в зависимости от квадратного корня времени. Теоретические соображения указывают на то, что первые 50% потери объема при консолидации должны отображаться в виде прямой линии на этом графике. Эта прямая линия вытянута вниз, чтобы разрезать горизонтальную линию, представляющую 100% консолидацию, и время перехвата времени в этой точке (обозначаемое «t» Бишопом и Хенкелем) 100 можно использовать для получения коэффициента консолидации.
Сводный недренированный (CU) тест:
|
Как только уплотнение завершено, образец должен быть изолирован от противодавления и скорости вертикального перемещения валика компрессионной машины, установленной в соответствии с результатом уплотнения. Во время стадии сдвига вертикальное напряжение увеличивается за счет поршня нагрузки, и измерения производятся с регулярными интервалами деформации, нагрузки поршня и порового давления. Они преобразуются в графики разности главных напряжений (σ1- σ3) и порового давления как функции деформации, и разрушение обычно принимается как точка максимальной разности главных напряжений. Круги Мора с эффективными напряжениями построены для условий разрушения трех образцов, которые были подвергнуты различным уровням консолидации, а градиент и точка пересечения прямой, проведенной по касательной к этим окружностям, определяют параметры эффективной прочности c 'и φ'.
|
 |
|
Консолидированный осушенный (CD) тест (испытание уплотненных осушенных грунтов):
|
Испытание на консолидированное дренированное трехосное сжатие с измерением изменения объема во время сдвига проводится в последовательности, аналогичной испытанию на консолидированное недренирование, но во время сдвига противодавление остается связанным с образцом, который загружается достаточно медленно, чтобы избежать развития избыточного давления в порах. ,
Можно ожидать, что стадия сдвига в дренированном трехосном испытании займет от 7 до 15 раз дольше, чем в испытании без натяжения с измерением порового давления.
Как только сдвиг завершен, результаты представлены в виде графиков разности главных напряжений и изменения объема в зависимости от деформации, и на кругах Мора для разлома нанесены графики, чтобы дать огибающую зону разлома, определенную параметрами cd 'и φd'.
Трехосное оборудование CD-CU-UU управляется компьютером, тестовые значения могут передаваться на компьютер, а обработка данных может выполняться с помощью трехосного программного обеспечения в операционной системе Windows. Все данные могут быть использованы в программах Excel.
Данные нагрузки и данные осевого смещения передаются и записываются через блок управления U-Touch PRO в программное обеспечение.
Три данные давления (давление в ячейке, противодавление и поровое давление) из данных трехосной ячейки и изменения объема передаются и записываются через интерфейсное устройство с 4 каналами для сбора данных (UTCU-0320) в программное обеспечение.
|
|
|
|
Типичная конфигурация системы для разных тестов (UU-CU-CD)
|
|
Код продукта
|
Описание
|
UU
|
UU-CU-CD
|
|
UTM-0108.SMPR
|
Multiplex Универсальная электромеханическая испытательная машина *
|
1
|
1
|
|
UTGM-0010
|
Тензодатчик 5 кН
|
1
|
1
|
|
UTS-2400
UTS-2401
|
Трехосная ячейка **
|
1
|
1
|
|
UTS-2405
|
Блок с одной линией подключения для трехосных испытательных ячеек,
|
1
|
-
|
|
UTGM-0110
|
Датчик давления
|
1
|
3
|
|
UTS-2408
|
Система постоянного давления масла и воды
|
1
|
2
|
|
UTS-2415
|
Блок автоматического изменения громкости
|
-
|
1
|
|
UTCU-0320
|
Интерфейсный модуль с 4 каналами для сбора данных
|
-
|
1
|
|
USOFT-2419
|
Программное обеспечение для проведения трехосных тестов UU
|
1
|
1
|
|
USOFT-2420
|
Программное обеспечение для проведения трехосных испытаний CU-CD
|
-
|
1
|
|
UTS-1330 and
UTGP-1140
|
Бак для удаления воздуха из воды, 7 л. И шланг
|
1
|
1
|
| |
|
|
|
|
* Поставляется в комплекте с тензодатчиком UTGM-0025 50 кН, линейным потенциометрическим преобразователем UTGM-0062 25 мм и блоком управления U-Touch PRO.
** Выберите подходящую ячейку для размера образца (UTS-2400: образцы диаметром 38-50 мм / UTS-2401: образцы диаметром 70-100 мм). Для аксессуаров для ячеек и образцов принадлежностей для предпродажной подготовки смотрите следующую страницу.
Дополнительный аппарат, который необходимо отдельно заказывать для удаления воды из воды, см. На странице удаления воды из воды.
