Aparelho Automático de Consolidação de Solo Insaturado

Descrição de produto

Aparelho de consolidação de solo insaturado totalmente automático
Modelos BTU-1U/1UM
Descrição

Este equipamento é um aparelho de consolidação de solos não saturados totalmente automático, modelos BTU-1U e BTU-1UM, utilizado para ensaios de consolidação unidimensional em solos não saturados sob sucção matricial controlada. Ele pode determinar características de compressão, coeficiente de consolidação, pressão de pré-consolidação e outros parâmetros. A técnica de translação do eixo é usada, aplicando pressão de ar nos poros enquanto mantém a pressão da água nos poros (normalmente zero) para controlar a sucção. Principais características:

Tamanho da amostra: Ø61,8×H20 mm (outros tamanhos opcionais)
Tensão axial: 1U – carregamento automático de 0‑800 kPa; 1UM – carregamento automático de 0‑3200 kPa
Deslocamento normal: 12,7 mm, resolução 0,01 mm
Células de carga: 1U – 0‑2,4 kN (correspondente a 0‑800 kPa); 1UM – 0‑10 kN (0‑3200 kPa), precisão ±0,1% FS
Pressão da água nos poros: 0-0,1 MPa, precisão 0,1 kPa, resolução 0,1 kPa
Medição de alteração de volume: 0-100 mL, precisão ±0,01 mL, resolução 0,001 mL
Pressão do ar nos poros: 0-0,9 MPa, precisão ±0,1% FS, resolução 1 kPa
Disco cerâmico: alta entrada de ar de 1,5 MPa (importado dos EUA)
Método de controle: teclado de membrana de 20 teclas + LCD 240×128
Aquisição de dados: Inclui registrador de dados e software Windows
Módulo de descarga: Equipado com dispositivo automático de descarga de ar difuso; sistema de controle de temperatura opcional (5‑40 ℃)

Padrões de teste (internacionais)

ASTM D2435 (consolidação unidimensional de solos)
ASTM D4186 (Taxa constante de consolidação de deformação – CRS)
ASTM D4546 (consolidação carga-descarga-recarga)
ASTM D6836 (Métodos de teste de solo não saturado, incluindo translação de eixo)
ISO 17892‑5 (Teste de consolidação)
BS 1377‑6 (Teste de consolidação)

O equipamento pode atender aos requisitos destas normas para carregamento, medição de deslocamento, controle de sucção, etc., e é especialmente adequado para solos não saturados.

Especificação

Parâmetro

BTU-1U

BTU-1UM

Nome do instrumento

Aparelho de consolidação de solos insaturados totalmente automático

Aparelho de consolidação de solos insaturados totalmente automático (alta tensão)

Tamanho da amostra

Ø61,8 × H20 mm (outros tamanhos opcionais)

Tensão axial

Carregamento automático controlado por microcomputador, 0-800 kPa, contínuo

Carregamento automático controlado por microcomputador, 0‑3200 kPa, contínuo

Deslocamento normal

12,7 mm, resolução 0,01 mm

Célula de carga

0‑2,4 kN, precisão ±0,1% FS

0-10 kN, precisão ±0,1% FS

Pressão da água nos poros

0‑0,1 MPa, precisão 0,1 kPa, resolução 0,1 kPa

Medição de mudança de volume

0‑100 mL, precisão ±0,01 mL, resolução 0,001 mL

Pressão de ar nos poros

0‑0,9 MPa, precisão ±0,1% FS, resolução 1 kPa

Disco cerâmico

Alta entrada de ar de 1,5 MPa (importado dos EUA)

Método de controle

Teclado de membrana de 20 teclas + LCD 240×128

Aquisição de dados

Registrador de dados + software de aquisição/processamento Windows

Módulo de lavagem

Dispositivo automático de lavagem de ar difuso

Opcional

Sistema de controle de temperatura (5‑40 ℃)

 

Detalhe

Translação do eixo para solos não saturados – Aplica a pressão do ar nos poros (uₐ) enquanto mantém a pressão da água nos poros em zero (ou controlada), fornecendo sucção matricial s = uₐ – u_w. O disco cerâmico possui valor de entrada de ar de 1,5 MPa, permitindo controle de sucção de 0‑1500 kPa.
Duas faixas de estresse -

1U: máx. 800 kPa, adequado para solos rasos não saturados ou testes de baixa tensão.
1UM: máx. 3200 kPa, adequado para solos profundos não saturados ou condições de alto estresse.

Medição de volume de alta precisão – Resolução de alteração de volume de 0,001 mL, monitorando com precisão as alterações de volume de drenagem/absorção.
Dispositivo automático de lavagem de ar difuso – Libera periodicamente as bolhas de ar que se acumulam sob o disco cerâmico, evitando bloqueios e garantindo controle estável de sucção; também mede o volume de ar difuso para correção de drenagem.
Sensor de pressão de água nos poros – Faixa de 0,1 MPa, precisão de 0,1 kPa, adequado para baixas pressões de água em solos não saturados.
Controle de temperatura opcional – sistema de 5-40 ℃ para estudar os efeitos da temperatura na consolidação de solos não saturados.
Funções do software – Testes de consolidação totalmente automáticos (step loading, CRS, CRL, creep, etc.); exibição em tempo real de tensão, deslocamento, mudança de volume, curvas de pressão dos poros; cálculo automático dos parâmetros de consolidação (Cv, av, Cc, Pc, etc.).

Aplicativo

Características de consolidação de solos não saturados – Determinar índice de compressão, coeficiente de consolidação e pressão de pré-consolidação sob diferentes sucções.
Solos expansivos e colapsáveis ​​– Estudar o efeito das mudanças no conteúdo de água (sucção) na compressibilidade.
Coberturas de aterros sanitários – Avaliar a compressão e o recalque a longo prazo de solos não saturados.
Repositórios de resíduos nucleares – Comportamento de consolidação de materiais tampão (por exemplo, bentonita) sob sucção.
Solos profundos não saturados – O modelo 1UM pode simular tensões normais de até 3,2 MPa, adequado para camadas profundas de solo.
Acoplamento de temperatura-sucção-consolidação – Com controle de temperatura opcional, estude os efeitos da temperatura na consolidação de solo não saturado.

Vantagens

Design insaturado especializado – A translação do eixo com disco cerâmico de alta entrada de ar (1,5 MPa) fornece controle de sucção estável.
Duas faixas de tensão – opções de 800 kPa e 3.200 kPa, cobrindo solos insaturados rasos a profundos.
Alta precisão de medição – mudança de volume 0,001 mL, pressão da água nos poros 0,1 kPa, deslocamento 0,01 mm – atendendo aos requisitos de pesquisa.
Lavagem automática de ar difuso – Garante a precisão do controle de sucção a longo prazo e reduz a intervenção manual.
Software totalmente automático – Suporta carregamento em etapas, CRS, CRL, fluência, etc.; cálculo automático de parâmetros.
Controle de temperatura opcional – 5‑40 ℃ para estudos de efeito de temperatura.
Alta precisão do sensor – Carga, pressão da água nos poros e pressão do ar nos poros, todos ±0,1% FS.
Fácil operação – LCD + teclado, juntamente com software Windows.

O que escolher

Selecione o modelo com base nos requisitos de teste:

Exigência

Modelo recomendado

Razão

Consolidação rotineira de solos não saturados (tensão normal ≤800 kPa)

BTU-1U

Custo mais baixo, adequado para a maioria dos testes de solos insaturados rasos

Solos profundos não saturados ou condições de alta tensão (tensão normal >800 kPa, até 3.200 kPa)

BTU-1UM

Faixa de alta tensão, célula de carga de 10 kN

Necessita de alto controle de sucção (>500 kPa, até 1,5 MPa)

Ambos os modelos (disco cerâmico de 1,5 MPa)

Suficientemente alto

Necessita de controle de sucção de longo prazo (por exemplo, fluência, equilíbrio de drenagem)

Ambos (dispositivo de descarga automática)

Garante estabilidade a longo prazo

Estudar os efeitos da temperatura

Qualquer modelo, com controle de temperatura opcional (5‑40 ℃)

Requer pedido adicional

Apenas consolidação de solo saturado (sem necessidade insaturada)

Escolha um consolidômetro convencional (menor custo)

Recursos não saturados adicionam custos

Orçamento limitado e baixa necessidade de sucção (<500 kPa)

Considere modelo com disco cerâmico de 500 kPa (por exemplo, série BTU‑2U)

Menor custo

 

Fluxo do Processo

Exemplo: Teste de consolidação CRS de solo não saturado (sucção controlada, taxa constante de deformação) usando BTU-1U ou 1UM

Preparação de disco cerâmico

Mergulhe o disco cerâmico de 1,5 MPa em água sem ar e sature a vácuo (remova as bolhas de ar).
Instale o disco cerâmico na base da célula de consolidação, garantindo uma boa vedação. Conecte as linhas de lavagem.

Preparação de amostras

Corte solo insaturado não perturbado ou prepare amostra remoldada usando um anel de corte de Ø61,8×20 mm.
Meça o conteúdo inicial de água e a densidade.

Instalação de amostra

Coloque a amostra no disco cerâmico e instale a pedra porosa e a placa de carga.
Posicione a célula de consolidação no quadro de carga e instale o sensor de deslocamento.
Conecte a linha de pressão do ar dos poros (na parte superior da amostra) e o sensor de pressão da água dos poros (abaixo do disco cerâmico).
Conecte o sistema de medição de alteração de volume (à linha de drenagem).

Aplicar sucção

Aplique a pressão de ar nos poros desejada (por exemplo, 200 kPa) através do controlador de pressão do ar nos poros.
Linha de drenagem aberta para a atmosfera, então sucção matricial s = uₐ = 200 kPa.
Inicie o dispositivo automático de lavagem de ar difuso; registrar a mudança de volume até que a drenagem se estabilize (equilíbrio de sucção).

Teste de consolidação CRS

No software, selecione “Módulo de consolidação CRS”.
Defina uma taxa de deformação constante (por exemplo, 0,01 mm/min).
Defina a deformação axial máxima (por exemplo, 20%) ou a força axial máxima (de acordo com a capacidade do modelo).
Inicie o teste: o pistão de carga se move para baixo a uma taxa constante, aplicando uma carga contínua.
O software registra força axial, deslocamento axial, mudança de volume, pressão dos poros e tempo em tempo real.
Traça a curva de tensão-deformação e a curva de deformação por pressão dos poros.

Condição de parada

Para automaticamente quando a tensão predefinida ou a carga máxima é atingida.

Desmontagem e limpeza

Descarregue, libere a pressão do ar nos poros, remova a amostra, pese e seque para medir o conteúdo final de água.
Limpe a célula de consolidação, disco cerâmico e sensores; execute o dispositivo de lavagem para limpar as linhas.

Processamento de dados

Com base na teoria CRS, o software calcula: coeficiente de consolidação (Cv), índice de compressão (Cc), pressão de pré-consolidação (Pc) e coeficiente de permeabilidade (k) (indiretamente).
Traça curva e‑log p, curva Cv‑σ′, etc.
Gera um relatório de teste.

Para consolidação de carregamento escalonado: Defina uma sequência de carga (por exemplo, 25, 50, 100, 200, 400, 800 kPa); em cada etapa de carga, registre o deslocamento e a mudança de volume ao longo do tempo; software calcula Cv, av, etc.
Para consolidação por fluência: Aplique uma carga constante e registre o deslocamento e a mudança de volume durante um longo período para analisar o coeficiente de consolidação secundário Cα.

Resumo:Os BTU-1U/1UM são aparelhos de consolidação de solos insaturados totalmente automáticos que utilizam translação de eixo para controle de sucção, equipados com disco cerâmico de alta entrada de ar de 1,5 MPa e dispositivo automático de lavagem de ar difuso. O modelo 1U possui tensão axial máxima de 800 kPa, enquanto o 1UM chega a 3200 kPa. A resolução da mudança de volume é de 0,001 mL e a precisão da pressão da água dos poros é de 0,1 kPa. Eles suportam carregamento escalonado, CRS, CRL, fluência e controle de temperatura opcional (5-40 ℃). Eles são adequados para estudar características de compressão, parâmetros de consolidação e efeitos de temperatura de solos não saturados. A seleção deve ser baseada na tensão normal máxima exigida: solos rasos e insaturados escolhem 1U, condições profundas ou de alta tensão escolhem 1UM.