Aparelho de membrana de pressão de solo de granulação grossa

Descrição de produto

Descrição

Esta série de instrumentos foi projetada para testes de solos não saturados para determinar a Curva Característica Solo-Água (SWCC) – ou seja, a relação entre a sucção matricial e o conteúdo de água do solo (conteúdo volumétrico de água, conteúdo gravimétrico de água ou grau de saturação). O aparelho utiliza a técnica de translação de eixo para aplicar com precisão a sucção matricial à amostra, controlando a pressão do ar, obtendo assim um SWCC completo. É amplamente utilizado em mecânica de solos não saturados, análise de estabilidade de taludes, previsão de recalque de fundações e campos relacionados.

Dois modelos estão disponíveis:

• BTU-SWCC-1(aparelho de placa de pressão padrão)
• BTU-SWCC-2(aparelho de membrana de pressão de solo de granulação grossa), que possui uma câmara interna maior capaz de conter vários discos cerâmicos empilhados – adequado para testes de solo de alto rendimento ou de granulação grossa.

Padrões de teste

O equipamento é adequado para os seguintes padrões internacionais que incluem métodos de teste de placa de pressão/membrana de pressão:

• ASTM D6836(Métodos de teste padrão para determinação da curva característica da água no solo): O Método B (câmara de pressão com medição de volume) e o Método C (câmara de pressão com medição gravimétrica) abrangem faixas de sucção de 0 a 1.500 kPa, que é exatamente a faixa de um aparelho de placa de pressão de 15 Bar.
• ISO 11274(Qualidade do solo – Determinação da característica de retenção de água – Métodos laboratoriais): A secção 4.4 descreve especificamente a utilização de um extrator de placa de pressão para determinar a retenção de água no solo numa gama de pressões de aproximadamente 5 kPa a 1500 kPa.
• ASTM D2325(Método de teste padrão para relações de umidade capilar para solos de textura grossa e média por aparelho de membrana de pressão – padrão histórico, substituído por D6836)
• GB/T 50123-2019(Padrão para método de teste geotécnico – seção de teste de solo não saturado)

Especificação

BTU-SWCC-1 (aparelho de placa de pressão padrão)

BTU-SWCC-2 (aparelho de membrana de pressão de solo de granulação grossa)

Detalhe

• Princípio fundamental (técnica de tradução do eixo): A pressão do ar é aplicada à câmara de pressão através de um controlador de pressão. Esta pressão de ar é igual à sucção matricial aplicada à amostra. Como o disco cerâmico tem um alto valor de entrada de ar (15 Bar, superior à pressão de ar aplicada), ele evita a passagem de ar e permite que a água dos poros passe através do disco cerâmico até a linha de drenagem para medição. Este é o método padrão para determinação de SWCC de solos não saturados e é amplamente validado.

• Disco cerâmico de alta entrada de ar (15 Bar): O disco cerâmico de 15 Bar é o componente crítico do aparelho. Seu tamanho de poro extremamente pequeno impede a passagem de ar mesmo em sucções matriciais de até 1.500 kPa, garantindo que a pressão da água nos poros permaneça na pressão atmosférica durante todo o teste. O BTU‑SWCC‑2 também inclui discos cerâmicos de 5 Bar para testes de menor sucção.

• Sistema de carregamento pneumático vertical: Equipado com cilindro de carga bidirecional (força 0‑5 kN, deslocamento 0‑50 mm), permite aplicação de carga vertical em condições K₀ (estado consolidado). Isso simula condições de tensão in situ para testes SWCC dependentes de tensão (SDSWCC).

• Manômetros duplos e regulador: Manômetro e regulador de alta precisão classe 0,25 com pressão de alimentação ajustável de 0 a 1,5 MPa garantem controle preciso de sucção.

• Dispositivo de medição de volume: faixa de 0-200 ml, precisão de ±0,01 ml, mede com precisão a drenagem da amostra, permitindo o cálculo da alteração volumétrica do conteúdo de água. Canal de aquisição dedicado para coleta automatizada de dados.

• Sistema de exibição LCD: Exibição em tempo real da força axial e deslocamento para fácil monitoramento.

• Software de aquisição e processamento de dados: O software dedicado registra automaticamente a drenagem versus o tempo, calcula alterações no conteúdo de água, gera curvas SWCC e gera parâmetros-chave (valor de entrada de ar, conteúdo de água residual, etc.).

• Sistema de controle de temperatura opcional: 0 – +90℃ permite o estudo dos efeitos da temperatura na retenção de água não saturada no solo.

• Design de alta capacidade (BTU-SWCC-2): A câmara interna pode conter até 48 amostras de anéis de corte simultaneamente, melhorando drasticamente a eficiência dos testes em lote.

Aplicativo

• Determinação da curva característica da água no solo (SWCC) de solos não saturados (trajetórias de secagem e umedecimento)
• Estudo da relação entre sucção matricial e teor de água no solo
• Análise de estabilidade de taludes (SWCC é fundamental para estabelecer a teoria da resistência ao cisalhamento de solos não saturados)
• Capacidade de suporte e previsão de recalque de fundações (parâmetro chave na mecânica de solos não saturados)
• Análise característica de infiltração (determinação da condutividade hidráulica não saturada)
• Avaliação da influência das alterações do lençol freático no comportamento da engenharia do solo
• Avaliação de desempenho de sistemas de revestimento de aterros sanitários
• Comportamento do acoplamento hidromecânico de solos não saturados
• Avaliação da retenção de água de solos corrigidos ou estabilizados com bentonita
• Estudos de adaptação às alterações climáticas para infraestruturas

Vantagens

• Ampla faixa de sucção: Sucção máxima controlada 15 Bar (1500 kPa) – totalmente em conformidade com ASTM D6836 Métodos B/C, cobrindo a faixa de sucção da maioria dos solos não saturados.
• Controle de sucção de alta precisão: O manômetro classe 0,25 e o regulador de precisão fornecem precisão de controle de sucção líder do setor.
• Capacidade de teste SWCC dependente de estresse: O sistema exclusivo de carregamento pneumático vertical permite a aplicação de carga vertical (0-5 kN) sob condições K₀ – permite testes SWCC dependentes de tensão (SDSWCC) que simulam verdadeiramente condições de tensão in-situ, um recurso não disponível em aparelhos de placa de pressão padrão.
• Grande faixa de medição de volume: Faixa de medição de drenagem de 0‑200 ml com precisão de ±0,01 ml – adequada para vários tipos de solo.
• Monitoramento de dados em tempo real: A tela LCD exibe a força axial e o deslocamento para facilitar o monitoramento do teste.
• Várias opções de tamanho de amostra: Suporta Φ61,8 mm, Φ70 mm, Φ90 mm; o modelo de granulação grossa suporta amostras de Φ150 mm – atende a diferentes requisitos de teste.
• Alto rendimento (BTU-SWCC-2): Testa até 48 amostras simultaneamente – melhora muito a eficiência do laboratório.
• Controle de temperatura opcional: 0 – +90℃ o sistema opcional permite o estudo dos efeitos da temperatura no comportamento do solo não saturado.
• Aquisição automatizada de dados: O software dedicado calcula e traça automaticamente curvas SWCC – reduz erros de processamento manual de dados.
• Procedimento de teste padronizado: Totalmente em conformidade com ASTM D6836 e ISO 11274 – os resultados dos testes são reconhecidos internacionalmente.

O que escolher

Fluxo do Processo

• Preparação de amostras: Preparar uma amostra de solo do tamanho especificado de acordo com procedimentos padrão; medir o conteúdo inicial de água; coloque em um anel de corte.
• Saturar disco cerâmico: Sature totalmente o disco cerâmico de alta entrada de ar de 15 Bar e remova todas as bolhas de ar.
• Instalação de amostra: Colocar o disco cerâmico saturado no fundo da câmara de pressão; coloque a amostra em cima do disco cerâmico, garantindo um bom contato.
• Conecte o sistema de drenagem: Conecte a linha de drenagem ao dispositivo de medição de volume (faixa de 0-200 ml, precisão de ±0,01 ml).
• Aplicar pressão de ar: Aplique gradualmente a pressão de ar alvo (0‑1,5 MPa, livremente ajustável) usando o regulador de alta precisão – isto representa a sucção matricial desejada.
• Meça a drenagem e determine o equilíbrio: Quando a drenagem da amostra de solo nesta sucção atingir o equilíbrio, registre o volume de drenagem cumulativo usando o dispositivo de medição de volume. O equilíbrio é normalmente considerado alcançado quando leituras sucessivas (por exemplo, ao longo de 24 horas) mudam em menos de 0,01 ml.
• Aumente a sucção gradualmente: De acordo com o plano de teste, aumente gradualmente a pressão do ar (aumentando assim a sucção matricial) e repita as etapas 5-6 para obter dados de drenagem em vários pontos de sucção.
• Descarregar e pesar a amostra: Após completar todos os pontos de sucção, libere a pressão do ar, remova a amostra e meça o teor final de água.
• Cálculo de dados: Usando os volumes de drenagem em cada etapa de sucção juntamente com o conteúdo de água inicial e final, calcule novamente o conteúdo volumétrico de água (ou grau de saturação) em cada ponto de sucção.
• Ajuste de curva SWCC: Plotar os valores de sucção em relação aos conteúdos volumétricos de água correspondentes em um gráfico semilogarítmico; use software profissional para realizar o ajuste da curva e obter o SWCC completo.
• Extrair parâmetros: A partir da curva SWCC, extraia os principais parâmetros – valor de entrada de ar (AEV), teor de água residual, inclinação da curva, etc.
• Geração de relatórios: Produza um relatório de teste que inclua a curva SWCC e os principais parâmetros.