Aparelho automático de cisalhamento direto de rocha

Descrição de produto

Aparelho de cisalhamento direto de rocha totalmente automático

ModelosBTU-RDSS-30/BTU-RDDA-50

Descrição

Este equipamento é umaparelho de cisalhamento direto de rocha totalmente automáticousado para determinar a resistência ao cisalhamento de amostras de rocha (incluindo fragmentos redondos, quadrados, cúbicos e de rocha). O sistema usaservocontrole eletrohidráulico de circuito fechadopara controle preciso de cisalhamento e cargas normais. Os principais recursos incluem:

• Controle servo de circuito fechado, sistema de acionamento de cisalhamento de curso duplo (empurrar/puxar)
• Estrutura rígida de reação de carga normal montada em rolamentos lineares para minimizar o atrito horizontal, garantindo que a carga normal permaneça vertical durante todo o deslocamento de cisalhamento
• Anel de amostra com diâmetro interno de 150 mm e altura de até 150 mm
• Teste de cisalhamento controlado por software com tensão normal constante ou rigidez normal constante, exibição gráfica dos resultados em tempo real
• Aparelhos de cisalhamento direto em larga escala também estão disponíveis (por exemplo, carga de cisalhamento de até 500 kN, tamanho de amostra de até 150 mm)

Dois modelos estão disponíveis:

• BTU-RDSS-30: Modelo básico, cisalhamento/carga normal de 300 kN, curso de 50 mm
• BTU-RDDA-50: Modelo avançado, cisalhamento/carga normal de 500 kN, curso de 50 mm, suporta cisalhamento residual e testes incrementais

Padrões de teste (internacionais)

• ASTM D5607(Método de teste padrão para cisalhamento direto de rocha)
• Métodos sugeridos pelo ISRM(Teste de cisalhamento direto para rocha – Sociedade Internacional de Mecânica de Rochas)
• ASTM D4554(cisalhamento direto de blocos de rocha)
• ASTM D2664(Resistência triaxial da rocha – princípio semelhante)
• EN 12407(Métodos de teste de pedra natural)

O equipamento atende aos requisitos dessas normas para controle de carregamento, medição de deslocamento e controle de tensão normal em testes de cisalhamento direto em rochas.

Especificação

Detalhe

• Servocontrole eletro-hidráulico de circuito fechado– Tanto o cisalhamento quanto o carregamento normal utilizam sistemas servohidráulicos para controle preciso de força/deslocamento, suportando trajetórias de tensão complexas.
• Empurrar/puxar com duplo curso– Permite cisalhamento direto e reverso (cisalhamento alternativo) para testes de resistência residual.
• Quadro de reação de rolamento linear– A estrutura de reação de carga normal é montada em rolamentos lineares. À medida que a amostra se move horizontalmente, a estrutura de reação se move com ela, garantindo que a carga normal permaneça perpendicular ao plano de cisalhamento (evitando momentos excêntricos).
• Anel de amostra– 150 mm de diâmetro interno, 150 mm de altura, acomodando fragmentos de rocha cilíndricos, quadrados, cúbicos ou irregulares.
• Medição de deslocamento– Pode conectar quatro sensores de deslocamento vertical; o software calcula automaticamente o deslocamento vertical médio.
• Modos de teste–
  • Estresse normal constante (carga normal constante)
  • Rigidez normal constante (simulando condições de contorno específicas)
  • Cisalhamento residual (cisalhamento alternativo)
  • Teste incremental (carregamento em vários estágios)
• Funções de software– Controle automático de testes, exibição em tempo real de curvas de carga-deslocamento e curvas de tensão-deformação, processamento automático de dados.

Aplicativo

• Mecânica das rochas– Determinar parâmetros de resistência ao cisalhamento (c, φ) de juntas rochosas, blocos rochosos e planos estruturais.
• Engenharia geotécnica– Análise de estabilidade de fundações de barragens, túneis circundantes e encostas rochosas.
• Fragmentos de rocha– Testar a resistência ao cisalhamento de fragmentos de rocha irregulares (por exemplo, colúvio, rocha britada).
• Força residual– Estudar a degradação da resistência de juntas rochosas após cisalhamento repetido (BTU-RDDA-50).
• Teste incremental– Aplique diferentes tensões normais na mesma amostra para obter vários pontos de resistência.
• Pesquisa e ensino– Laboratórios de mecânica das rochas em universidades e institutos de pesquisa.

Vantagens

• Alta capacidade de carga– Até 500 kN, adequado para rochas duras e amostras de grande porte.
• Quadro de reação de rolamento linear– Garante que a força normal permaneça perpendicular ao plano de cisalhamento, evita erros de momento e melhora a precisão do teste.
• Empurrar/puxar com duplo curso– Permite cisalhamento alternativo para estudos de resistência residual.
• Compatível com vários formatos de amostra– Blocos redondos, quadrados, cúbicos e irregulares podem ser testados.
• Servocontrole de malha fechada– Controle de força ou deslocamento de alta precisão, caminhos de teste complexos programáveis.
• Deslocamento vertical médio multisensor– Quatro sensores de deslocamento vertical; o software calcula automaticamente a média, eliminando o efeito da inclinação da amostra.
• Funções de software ricas– Suporta tensão normal constante, rigidez normal constante, cisalhamento residual, testes incrementais, etc.
• Anel de amostra grande– 150 mm de diâmetro interno x 150 mm de altura para testar amostras de rochas maiores.

O que escolher

Selecione o modelo com base nos requisitos de teste:

Nota: As funções de “cisalhamento residual e teste incremental” do BTU-RDDA-50 são muito importantes para estudar a evolução da resistência superficial da junta. Se tais testes forem necessários no futuro, é aconselhável escolher diretamente o modelo 50.

Fluxo do Processo

Exemplo:Teste de cisalhamento direto da rocha (tensão normal constante) usandoBTU-RDSS-30

• Preparação de amostras
  • Prepare amostra de rocha cilíndrica de 50 mm ou 100 mm de diâmetro, ou fragmento quadrado/cúbico/irregular.
  • Meça as dimensões da amostra e descreva as características da superfície da junta (se houver).

• Instalação de amostra
  • Coloque a amostra no anel de amostra com diâmetro interno de 150 mm, usando calços ou acessórios para fixá-la.
  • Posicione o anel de amostra na caixa de cisalhamento, conecte o pistão de carga normal e o pistão de carga horizontal.
  • Instale quatro sensores de deslocamento vertical (LVDTs) ao redor da parte superior da amostra e instale um sensor de deslocamento horizontal.

• Aplicar estresse normal
  • Defina a tensão normal alvo (por exemplo, 2 MPa) através do software.
  • O sistema servo normal aplica e mantém automaticamente a carga constante (a estrutura de reação do rolamento linear garante que a força permaneça vertical).
  • Registre o deslocamento vertical (média) até ficar estável.

• Definir parâmetros de cisalhamento
  • Selecione o módulo “teste de cisalhamento direto em rocha”.
  • Defina a taxa de cisalhamento (por exemplo, 1 mm/min ou controle de deslocamento).
  • Defina o limite de deslocamento de cisalhamento (por exemplo, 10 mm ou até residual).
  • Escolha o modo de controle: normalmente controle de deslocamento.

• Comece a tosquiar
  • Inicie o sistema servo horizontal para empurrar a caixa de cisalhamento.
  • O software registra força de cisalhamento horizontal, deslocamento horizontal, deslocamento vertical (média de quatro) e tempo em tempo real.
  • Trace a curva de deslocamento de tensão de cisalhamento.

• Condição de parada
  • Pára automaticamente quando o deslocamento de cisalhamento predefinido é alcançado ou após uma clara queda de tensão de cisalhamento de pico (falha).

• Desmontagem e limpeza
  • Descarregue a força normal, retraia o pistão horizontal e remova a amostra.
  • Registre o modo de falha (cisalhamento ao longo da junta, falha na matriz da rocha, etc.).
  • Limpe o anel da amostra e os sensores.

• Processamento de dados
  • O software calcula o pico de tensão de cisalhamento.
  • Para testes em diferentes tensões normais, plote o envelope de Mohr-Coulomb para obter a coesão c da junta rochosa e o ângulo de atrito φ.
  • Se o cisalhamento residual foi realizado (BTU-RDDA-50), calcule os parâmetros de resistência residual.
  • Gerar relatório de teste.

Para cisalhamento residual ou teste incremental:

• Cisalhamento residual: após o primeiro cisalhamento, inverta a direção ou execute múltiplos cisalhamentos alternativos para obter resistência residual.
• Teste incremental: aplique diferentes tensões normais passo a passo na mesma amostra, cortando a cada vez para obter vários pontos de dados (salvando amostras).

Resumo:O BTU-RDSS-30 e o BTU-RDDA-50 são aparelhos de cisalhamento direto de rocha totalmente automáticos que utilizam servocontrole eletro-hidráulico de circuito fechado. A estrutura de reação do rolamento linear garante que a força normal permaneça perpendicular ao plano de cisalhamento. Eles suportam vários formatos de amostras. O RDSS-30 é adequado para cisalhamento direto de rocha convencional (300 kN), enquanto o RDDA-50 oferece maior capacidade de carga (500 kN) e suporta cisalhamento residual e testes incrementais. A seleção deve ser baseada no requisito de carga máxima e na necessidade de modos de teste avançados. Eles são aplicáveis ​​à mecânica das rochas, engenharia geotécnica e estudos de riscos geológicos.