Трехосные системы испытаний UU-CU-CD

Bizimle İletişime Geçin

Katalog Talep Edin

Код изделия

Трехосная система испытаний

Стандарты

ASTM D2850, D4767, D7181; AASHTO T-297; BS 1377-7, BS 1377-8

Определение механических свойств почв является очень важным шагом при проектировании фундаментов, насыпей и других почвенных сооружений. Строительные конструкции, земляные работы, туннелирование и аналогичные приложения оказывают несколько эффектов на структуры почвы, и эти эффекты успешно моделируются с помощью трехосных испытаний, в которых исследуется соотношение напряжений и деформаций неповрежденного образца почвы путем воздействия на образец почвы различных уровней напряжений и условий дренажа.

Трехосная система испытаний UTEST обеспечивает автоматизированные испытания на трехосное сжатие цилиндрических неповрежденных и переформованных образцов почвы. С помощью этого устройства можно автоматически запускать, контролировать и сообщать о неконсолидированных недренированных (UU), консолидированных дренированных (CD) и консолидированных недренированных (CU) испытаниях на сжатие.

Неконсолидированнон Недренированнон испытание (UU)

Для испытания UU образцы (предполагаемые насыщенными до испытания) подвергаются ограничивающему давлению жидкости в трехосной камере. Как только образец находится внутри трехосной ячейки, давление в ячейке увеличивается до заданного значения путем вращения ручки блока постоянного давления, и образец разрушается путем увеличения вертикального напряжения путем приложения постоянной скорости осевой деформации. Поскольку насыщения и уплотнения в этом методе не существует, исходная структура и содержание воды в образце остаются нетронутыми. Поровое и обратное давления не измеряются во время этого испытания, и поэтому результаты могут быть интерпретированы только в терминах общего напряжения по сравнению с давлением удержания (напряжением).

Эти испытания обычно проводятся на трех экземплярах одного и того же образца, подвергнутых различным ограничивающим напряжениям.

Поскольку все экземпляры предположительно насыщены, прочность на сдвиг одинакова для всех испытаний.

Результаты испытаний строятся в виде кривых разности основных напряжений и деформаций. Для условий максимальной разности главных напряжений (воспринимается как разрушение) круги Мора строятся в условиях общего напряжения. Регистрируется средняя прочность при сдвиг без деформации, и огибающая разрушения (Мор) рисуется по касательной к окружностям Мора, чтобы найти “перехват сцепления без деформации” и “угол сопротивления сдвигу”.

ekle00

Консолидированное недренированное испытание (CU) и Консолидированное дренированное испытание (CD)

Пиковые эффективные параметры прочности (c' и φ') могут быть определены либо по результатам испытаний на консолидированное недренированное (CU) трехосное сжатие с измерением порового давления, либо по результатам испытаний на консолидированное дренированное (CD) трехосное сжатие. Консолидированные испытания на недренированное/ дренированное трехосное сжатие обычно проводятся в несколько этапов, включающих последовательное насыщение, уплотнение и сдвиг каждого из трех образцов.

Насыщение осуществляется для того, чтобы поровая жидкость в образце не содержала свободного воздуха. Насыщение обычно осуществляется путем оставления образцов под повышенным обратным давлением, чтобы воздух в порах растворялся в воде. Обратное давление (которое является просто наложенным поровым давлением) прикладывается через датчик изменения объема к верхней части образца, в то время как давление в ячейке также несколько выше. Как давление в ячейке, так и обратное давление обычно увеличиваются с шагом, что позволяет время для выравнивания на каждом этапе. Степень насыщения может быть выражена в терминах параметра порового давления Скемптона (Skempton, 1954):

Δ u

B=__________

Δ σ3

где Δu равно изменению порового давления при изменении приложенного давления в ячейке на Δ σ3. Для идеально насыщенной почвы B равно 1. В соответствии с несколькими стандартными методами испытаний рекомендуется, чтобы значение B, превышающее или равное 0,95, было достигнуто до того, как образец можно будет считать полностью насыщенным и начать стадию уплотнения.

Стадия уплотнения эффективного трехосного испытания на напряжение проводится по двум причинам. Во-первых, три образца испытываются и уплотняются при трех различных эффективных давлениях, чтобы получить образцы различной прочности, которые будут создавать широко разнесенные круги эффективного напряжения Мора. Во-вторых, результаты уплотнения используются для определения минимального времени до разрушения на стадии сдвига.

Эффективное давление уплотнения (т. Е. давление в ячейке минус обратное давление) обычно увеличивается в два раза между каждым образцом, при этом среднее давление приближается к вертикальному эффективному напряжению в почве. Когда давление в ячейке уплотнения и обратное давление прикладываются к образцу, показания изменения объема производятся с помощью устройства изменения объема в линии обратного давления. Поровое давление измеряется у основания образца, при этом дренаж в линию обратного давления осуществляется через пористый камень, покрывающий верхнюю часть образца.

Коэффициент уплотнения глины можно определить, построив график изменения объема в зависимости от квадратного корня времени. Теоретические соображения указывают на то, что первые 50% потерь объема во время уплотнения должны отображаться на этом графике в виде прямой линии. Эта прямая линия расширяется вниз, чтобы разрезать горизонтальную линию, представляющую 100% уплотнение, и временной перехват в этой точке (называемый “t ” Бишопом и Хенкелем) 100 может быть использован для получения коэффициента уплотнения.

Консолидированное недренированное испытание (CU) :

После завершения уплотнения образец должен быть изолирован от обратного давления и скорости вертикального перемещения валика компрессионной машины, установленной в соответствии с результатом уплотнения. На стадии сдвига вертикальное напряжение увеличивается за счет нагружающего поршня, и измерения проводятся с регулярными интервалами деформации, нагрузки на поршень и порового давления. Они преобразуются в графики разности главных напряжений (σ1 - σ3) и порового давления в зависимости от деформации, и разрушение обычно принимается за точку максимальной разности главных напряжений. Круги эффективного напряжения Мора построены для условий разрушения трех образцов, которые были подвергнуты различному уровню консолидации, а градиент и пересечение прямой линии, проведенной по касательной к этим кругам, определяют эффективные параметры прочности c' и φ'.

ekle001

Консолидированное дренированное испытание (CD) :

Испытание на уплотненное дренированное трехосное сжатие с измерением изменения объема во время сдвига проводится в той же последовательности, что и испытание на уплотненное недренированное сжатие, но во время сдвига обратное давление остается связанным с образцом, который нагружается достаточно медленно, чтобы избежать развития избыточных поровых давлений.

Можно ожидать, что стадия сдвига дренированного трехосного испытания займет от 7 до 15 раз больше времени, чем стадия недренированного испытания с измерением порового давления.

После завершения сдвига результаты представляются в виде графиков разности основных напряжений и изменения объема в зависимости от деформации, а круги Мора разрушения строятся таким образом, чтобы получить осушенную оболочку разрушения, определяемую параметрами cd' и φd' .

Трехосное CD-CU-UU оборудование управляется компьютером, значения испытаний могут быть переданы на компьютер, а обработка данных может быть выполнена с помощью программного обеспечения в операционной системе Windows. Все данные могут быть использованы в программах Excel.

Данные о нагрузке и осевом смещении передаются и записываются через устройство управления U-Touch PRO в программное обеспечение.

Данные о трех давлениях (давление в ячейке, обратное давление и поровое давление) из трехосной ячейки и данные об изменении объема передаются и записываются через интерфейсный блок с 4 каналами сбора данных (UTCU-0320) в программное обеспечение.

ekle002

Обычная конфигурация системы для различных испытаний (UU-CU-CD)
Код изделия	Описание	UU	UU-CU-CD
UTM-0108.SMPR	Мультиплексное Универсальное Электромеханическое Испытательное Устройство*	1	1
UTGM-1180	Датчик нагрузки 5 кН, Тип S	1	1
UTGM-1190	Датчик нагрузки 10 кН, Тип блин**	1	1
UTS-2400	Трехосная ячейка***	1	1
UTS-2401	Трехосная ячейка***	1	1
UTS-2405	Блок с одной соединительной линией для трехосных испытательных ячеек	1	3
UTGM-1420	Датчик давления	1	3
UTS-2408	Система постоянного давления масла и воды	1	2
UTS-2415	Устройство автоматического изменения громкости	-	1
UTCU-0320	Интерфейсный блок с 4 каналами для сбора данных	-	1
USOFT-2419	Программное обеспечение для проведения трехосных испытаний UU	1	1
USOFT-2420	Программное обеспечение для проведения трехосных испытаний CU-CD	-	1
UTS-1330 and UTGP-1140	Резервуар для воды для удаления воздуха, 7 л. и шланг	1	1

* Поставляется в комплекте с датчиком нагрузки UTG-1210 50 кН, линейным потенциометрическим преобразователем UTGM-0064 50 мм, с держателем (UTM-0114 и UTAS-1060) и нижней уплотнительной пластиной.

** Могут потребоваться образцы диаметром 70-100 мм. с высокой прочностью.

*** Выберите подходящую ячейку для размера образца (UTS-2400: диаметр 38-50 мм. образцы / UTS-2401: диаметр 70-100 мм. образцы). Информацию о ячейках и аксессуарах для ячеек см. на странице “Трехосные ячейки, принадлежности для ячеек и подготовки образцов”.

Дополнительные устройства, которые следует заказывать отдельно для обеззараживания воды, см. на странице Систем обеззараживания воды”.