Aparelho de cisalhamento direto transparente automático

Descrição de produto

Aparelho de cisalhamento direto transparente totalmente automático

Descrição

Este equipamento é umaparelho de cisalhamento direto transparente totalmente automático (aparelho de cisalhamento direto do solo transparente), modeloBTU-TDSA-10F, projetado especificamente para observar o comportamento micromecânico de solos transparentes (ou geomateriais transparentes). Ele utiliza uma caixa de cisalhamento transparente e pode ser combinado com sistemas ópticos para observar diretamente deformações internas, movimentos de partículas, evolução da banda de cisalhamento e outros fenômenos microscópicos durante o cisalhamento.

As principais funções incluem:

• Testes de consolidação padrão, cisalhamento padrão, cisalhamento rápido e cisalhamento cíclico em solo transparente
• Teste reológico de cisalhamento direto (fluência)
• Teste de cisalhamento pseudodinâmico (controle de deformação de cisalhamento positivo/negativo)
• Teste de cisalhamento de interface
• Ensaios de consolidação e cisalhamento de geomateriais em escala microscópica

Principais recursos:

• Caixa de cisalhamento transparente (quadrada 100 mm e 60 mm); ambas as amostras superiores e inferiores são imersas em água para manter a saturação
• Sistema de carregamento vertical: máx. força normal 5 kN, precisão ±0,1% FS
• Sistema de carregamento horizontal: 0‑5 kN, precisão ±0,1% FS, taxa de cisalhamento 0,00001‑9,99999 mm/min contínuo
• Deslocamento vertical: faixa de 0 a 12,7 mm, resolução de 0,01 mm, aquisição de computador em tempo real
• Carregamento totalmente automático controlado por software com feedback de servo
• Inclui um software de controle e aquisição de dados baseado em computador

Padrões de teste (internacionais)

• ASTM D3080 (teste de cisalhamento direto)
• ASTM D5321 (cisalhamento de interface)
• ASTM D6528 (cisalhamento simples – princípio semelhante)
• ASTM D7608(Resistência residual)
• ISO 17892‑10 (Teste de cisalhamento direto)
• BS 1377-7 (teste de cisalhamento direto)

Como o solo transparente é um modelo físico usado para simular solos naturais, seus métodos de teste geralmente seguem aqueles para solos naturais. O design transparente destina-se principalmente à observação microscópica e não altera os requisitos de testes mecânicos.

Especificação

Com base na captura de tela:

Detalhe

• Caixa de cisalhamento transparente– Feito de material transparente (por exemplo, acrílico ou vidro de alta resistência), permitindo que sistemas ópticos (câmeras, microscópios, PIV) observem diretamente o interior da amostra. As amostras superiores e inferiores são imersas em água para manter o solo transparente saturado e evitar incompatibilidade do índice de refração.
• Dois tamanhos de caixa– Fornece caixas de cisalhamento quadradas de 100 mm e 60 mm para acomodar diferentes escalas de modelos.
• Caixa de cisalhamento de interface– Opcional ou padrão, utilizado para estudar o atrito de interface entre solo transparente e estruturas (ex.: placas transparentes, estacas modelo).
• Controle de servo-feedback– Tanto o carregamento normal quanto o horizontal usam controle de servo motor de malha fechada para aplicação precisa de tensão ou caminho de deformação.
• Teste de cisalhamento pseudodinâmico– Capaz de controle de deformação de cisalhamento positivo/negativo (ou seja, reversão cíclica da direção de cisalhamento) para simular carregamento cíclico ou dinâmico.
• Consolidação microscópica e cisalhamento– Combinado com solo transparente e observação óptica, permite o estudo de mecanismos de compressão de consolidação em escala de partículas e mecanismos de deformação por cisalhamento.
• Medição de deslocamento de alta precisão– Resolução de deslocamento vertical de 0,01 mm (10 μm), atendendo aos requisitos de observação de deformação microscópica.
• Funções de software– Aquisição e controle de dados totalmente automáticos, exibição de curvas em tempo real, suporte para vários módulos de teste.

Aplicativo

• Teste de solo transparente– Utilize solo transparente para simular areia ou argila natural; combine com observação óptica (por exemplo, PIV) para estudar deformação interna, desenvolvimento de banda de cisalhamento, rotação de partículas e outros mecanismos microscópicos.
• Fundações e fundamentos– Observe os campos de deslocamento do solo ao redor das fundações de estacas ou sapatas rasas durante o cisalhamento.
• Estabilidade de taludes– Simular ruptura por cisalhamento de taludes e observar a formação e evolução de superfícies de deslizamento.
• Cisalhamento de interface– Estudar a interação solo-estrutura (muros de contenção, tubulações, geomembranas).
• Carregamento cíclico e dinâmico– Estudar a acumulação de deformações e a degradação da resistência sob cargas sísmicas ou de ondas (cisalhamento pseudodinâmico).
• Comportamento rastejante– Observe o comportamento reológico sob carregamento de longo prazo.
• Demonstrações de ensino– Demonstrar visualmente o processo de ruptura por cisalhamento do solo para ensino geotécnico.

Vantagens

• Processo de corte visualizado– A caixa de cisalhamento transparente combinada com um sistema óptico permite a observação direta da deformação interna da amostra, superando a limitação dos aparelhos convencionais de cisalhamento direto (que só podem observar as superfícies externas ou pós-ruptura).
• Dois tamanhos de caixa– Caixas de 100 mm e 60 mm permitem flexibilidade para diferentes escalas de pesquisa.
• Ambiente saturado– As amostras superiores e inferiores são imersas em água para manter o solo transparente totalmente saturado e evitar bolhas de ar que possam interferir na imagem óptica.
• Controle servo totalmente automático– Carregamento de alta precisão; caminhos de tensão complexos programáveis ​​(cíclico, fluência, deformação positiva/negativa, etc.).
• Cisalhamento pseudodinâmico– Capaz de controle de deformação alternada positiva/negativa, simulando mais de perto a carga sísmica ou das ondas reais.
• Capacidade de cisalhamento de interface– Extensível para estudos de interface solo-estrutura.
• Compatível com observação microscópica– Combinado com PIV e outras técnicas, fornece dados ricos, como campos de deslocamento, campos de deformação, etc.
• Multifunção– Integra cisalhamento direto padrão, cisalhamento rápido, cisalhamento cíclico, fluência, cisalhamento de interface e observação microscópica em um único instrumento.

O que escolher

Selecione o aparelho ou configuração com base nos requisitos de teste:

Fluxo do Processo

Exemplo:Teste de cisalhamento direto padrão em solo transparente (cisalhamento rápido, com observação PIV)

• Preparação transparente do solo
  • Misture partículas sólidas transparentes (por exemplo, quartzo fundido) com um fluido de poros com um índice de refração correspondente (geralmente um óleo misturado) para preparar solo transparente saturado.
  • Coloque o solo transparente na caixa de corte quadrada inferior de 100 mm e nivele a superfície.

• Instalar caixa de cisalhamento e sistema óptico
  • Coloque o conjunto da caixa de cisalhamento na posição de carregamento de cisalhamento direto.
  • Instale a caixa de cisalhamento superior transparente; ambas as amostras superiores e inferiores estão submersas no fluido dos poros (mantêm a saturação).
  • Posicione uma câmera (por exemplo, CCD) e uma fonte de luz ao lado ou acima da caixa de cisalhamento, conectada a um computador.
  • Instale a placa de carga vertical e o sensor de deslocamento.

• Aplicar estresse normal
  • Defina a tensão normal alvo (por exemplo, 100 kPa) via software; o sistema servo aplica automaticamente e mantém o estresse constante.
  • Registre o deslocamento normal (consolidação) até ficar estável.

• Definir parâmetros de cisalhamento
  • No software, selecione “módulo de cisalhamento rápido” ou “módulo de cisalhamento padrão”.
  • Defina a taxa de cisalhamento (por exemplo, 0,8 mm/min).
  • Defina o limite de deslocamento de cisalhamento (por exemplo, 6 mm).
  • Inicie o software de aquisição óptica (por exemplo, PIV) e prepare-se para a captura de imagem.

• Comece a tosquiar
  • Inicie o sistema de carregamento horizontal para mover a caixa de cisalhamento.
  • O computador registra a força de cisalhamento, o deslocamento de cisalhamento, o deslocamento normal e o tempo em tempo real.
  • Simultaneamente, capture imagens do movimento das partículas dentro do solo transparente a uma taxa de quadros definida.

• Observação sincronizada
  • O software PIV processa a sequência de imagens para calcular campos de deslocamento, campos de deformação, localização da banda de cisalhamento e outros parâmetros microscópicos.
  • Sincronize o tempo das curvas mecânicas com as imagens microscópicas de deformação.

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

• Desmontagem e limpeza
  • Descarregue a força normal, remova a caixa de cisalhamento, limpe a sujeira transparente e o fluido dos poros (observe o descarte/reciclagem adequado).

• Processamento de dados
  • O software calcula o pico de tensão de cisalhamento e traça a curva de deslocamento de tensão de cisalhamento.
  • Combine com os resultados da análise PIV para obter a espessura da banda de cisalhamento, ângulos de rotação das partículas, deformação local e outras informações microscópicas.
  • Gere relatório de teste (incluindo curvas mecânicas e resultados de análise de imagem).

Para cisalhamento cíclico ou pseudodinâmico: Definir amplitude de deformação positiva/negativa e número de ciclos; o software controla automaticamente a inversão de direção.
Para cisalhamento de interface: Substitua pela caixa de corte de interface e fixe o material estrutural (por exemplo, uma placa de acrílico transparente) em um dos lados da caixa de corte.

Resumo:O BTU-TDSA-10F é um aparelho de cisalhamento direto transparente totalmente automático com uma caixa de cisalhamento transparente e servocontrole. Ele suporta vários modos de cisalhamento (padrão, rápido, cíclico, lento, pseudodinâmico, interface). Sua principal vantagem é a visualização da deformação interna, tornando-o adequado para microgeomecânica, estudos de comportamento de interfaces, demonstrações de ensino e muito mais. A seleção deve considerar o tamanho da amostra (100 mm/60 mm) e se o cisalhamento da interface é necessário. O sistema de observação óptica (câmera, fonte de luz, software PIV) deve ser adquirido separadamente pelo usuário.