Thiết bị cố kết đất không bão hòa tự động

Mô tả sản phẩm

Thiết bị cố kết đất không bão hòa hoàn toàn tự động
Model BTU-1U/1UM
Sự miêu tả

Thiết bị này là thiết bị cố kết đất chưa bão hòa hoàn toàn tự động, model BTU-1U và BTU-1UM, được sử dụng cho các thí nghiệm cố kết một chiều trên đất không bão hòa trong điều kiện hút ma trận có kiểm soát. Nó có thể xác định đặc tính nén, hệ số cố kết, áp suất trước cố kết và các thông số khác. Kỹ thuật dịch trục được sử dụng, áp dụng áp lực không khí lỗ rỗng trong khi duy trì áp lực nước lỗ rỗng (thường bằng 0) để kiểm soát lực hút. Các tính năng chính:

Kích thước mẫu: Ø61,8×H20 mm (các kích thước khác tùy chọn)
Ứng suất dọc trục: Tải tự động 1U – 0‑800 kPa; Tải tự động 1UM – 0‑3200 kPa
Độ dịch chuyển thông thường: 12,7 mm, độ phân giải 0,01 mm
Cảm biến tải trọng: 1U – 0‑2,4 kN (tương ứng 0‑800 kPa); 1UM – 0‑10 kN (0‑3200 kPa), độ chính xác ±0,1% FS
Áp lực nước lỗ rỗng: 0‑0,1 MPa, độ chính xác 0,1 kPa, độ phân giải 0,1 kPa
Đo thay đổi thể tích: 0‑100 mL, độ chính xác ±0,01 mL, độ phân giải 0,001 mL
Áp suất không khí lỗ rỗng: 0‑0,9 MPa, độ chính xác ±0,1% FS, độ phân giải 1 kPa
Đĩa gốm: 1,5 MPa lối vào không khí cao (nhập khẩu từ Mỹ)
Phương pháp điều khiển: Bàn phím màng 20 phím + LCD 240×128
Thu thập dữ liệu: Bao gồm bộ ghi dữ liệu và phần mềm Windows
Mô-đun xả: Được trang bị thiết bị xả khí khuếch tán tự động; hệ thống kiểm soát nhiệt độ tùy chọn (5‑40 oC)

Tiêu chuẩn kiểm tra (Quốc tế)

ASTM D2435(Đ cố kết một chiều của đất)
ASTM D4186(Tốc độ cố kết biến dạng không đổi – CRS)
ASTM D4546 (Hợp nhất tải-dỡ tải-tải lại)
ASTM D6836(Phương pháp kiểm tra đất không bão hòa, bao gồm dịch chuyển trục)
ISO 17892‑5(Thử nghiệm cố kết)
BS 1377‑6(Thử nghiệm cố kết)

Thiết bị có thể đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn này về tải trọng, đo chuyển vị, kiểm soát lực hút, v.v. và đặc biệt phù hợp với đất chưa bão hòa.

Đặc điểm kỹ thuật

tham số

BTU-1U

BTU-1UM

Tên nhạc cụ

Thiết bị cố kết đất không bão hòa hoàn toàn tự động

Thiết bị cố kết đất không bão hòa hoàn toàn tự động (áp lực cao)

Kích thước mẫu vật

Ø61,8 × H20 mm (các kích thước khác tùy chọn)

Ứng suất dọc trục

Tải tự động được điều khiển bằng vi máy tính, 0‑800 kPa, vô cấp

Tải tự động được điều khiển bằng vi máy tính, 0‑3200 kPa, vô cấp

Chuyển vị bình thường

12,7 mm, độ phân giải 0,01 mm

Tải tế bào

0‑2,4 kN, độ chính xác ±0,1% FS

0‑10 kN, độ chính xác ±0,1% FS

Áp lực nước lỗ rỗng

0‑0,1 MPa, độ chính xác 0,1 kPa, độ phân giải 0,1 kPa

Đo thay đổi âm lượng

0‑100 mL, độ chính xác ±0,01 mL, độ phân giải 0,001 mL

Áp suất không khí lỗ rỗng

0‑0,9 MPa, độ chính xác ±0,1% FS, độ phân giải 1 kPa

Đĩa gốm

Cửa vào không khí cao 1,5 MPa (nhập khẩu từ Mỹ)

Phương pháp điều khiển

Bàn phím màng 20 phím + LCD 240×128

Thu thập dữ liệu

Bộ ghi dữ liệu + Phần mềm thu thập/xử lý Windows

Mô-đun xả nước

Thiết bị xả khí khuếch tán tự động

Không bắt buộc

Hệ thống kiểm soát nhiệt độ (5‑40 oC)

 

Chi tiết

Chuyển đổi trục đối với đất chưa bão hòa– Áp dụng áp suất không khí lỗ rỗng (uₐ) trong khi vẫn giữ áp lực nước lỗ rỗng ở mức 0 (hoặc được kiểm soát), tạo ra lực hút ma trận s = uₐ – u_w. Đĩa gốm có giá trị luồng khí vào là 1,5 MPa, cho phép kiểm soát lực hút từ 0‑1500 kPa.
Hai phạm vi ứng suất–

1U: tối đa. 800 kPa, thích hợp cho đất nông chưa bão hòa hoặc các thử nghiệm ứng suất thấp.
1UM: tối đa. 3200 kPa, thích hợp với đất sâu không bão hòa hoặc điều kiện ứng suất cao.

Đo thể tích có độ chính xác cao– Độ phân giải thay đổi thể tích 0,001 mL, theo dõi chính xác sự thay đổi thể tích thoát/hấp thụ.
Thiết bị xả khí khuếch tán tự động – Định kỳ xả bọt khí tích tụ dưới đĩa gốm, ngăn ngừa tắc nghẽn và đảm bảo kiểm soát lực hút ổn định; cũng đo thể tích không khí khuếch tán để điều chỉnh hệ thống thoát nước.
Cảm biến áp lực nước lỗ rỗng – Dải đo 0,1 MPa, độ chính xác 0,1 kPa, thích hợp với áp lực nước thấp trong đất chưa bão hòa.
Kiểm soát nhiệt độ tùy chọn – hệ thống 5‑40 oC để nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình cố kết đất chưa bão hòa.
Chức năng phần mềm– Kiểm tra hợp nhất hoàn toàn tự động (tải bước, CRS, CRL, leo, v.v.); hiển thị thời gian thực các đường cong ứng suất, chuyển vị, thay đổi thể tích, áp lực lỗ rỗng; tự động tính toán các thông số cố kết (Cv, av, Cc, Pc, v.v.).

Ứng dụng

Đặc tính cố kết của đất không bão hòa – Xác định chỉ số nén, hệ số cố kết và áp lực trước cố kết dưới các lực hút khác nhau.
Đất trương nở và sụp đổ – Nghiên cứu ảnh hưởng của sự thay đổi hàm lượng nước (lực hút) đến khả năng nén.
Lớp phủ bãi chôn lấp – Đánh giá độ nén và độ lún lâu dài của đất chưa bão hòa.
Kho lưu trữ chất thải hạt nhân – Hành vi cố kết của vật liệu đệm (ví dụ, bentonite) dưới lực hút.
Đất không bão hòa sâu – Mô hình 1UM có thể mô phỏng ứng suất bình thường lên tới 3,2 MPa, phù hợp với các lớp đất sâu.
Khớp nối cố kết hút nhiệt độ – Với điều khiển nhiệt độ tùy chọn, nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến cố kết đất không bão hòa.

Thuận lợi

Thiết kế không bão hòa chuyên dụng– Dịch trục với đĩa gốm có lượng khí lọt vào cao (1,5 MPa) giúp kiểm soát lực hút ổn định.
Hai phạm vi ứng suất – tùy chọn 800 kPa và 3200 kPa, áp dụng cho đất chưa bão hòa từ nông đến sâu.
Độ chính xác đo cao – Thể tích thay đổi 0,001 mL, áp lực nước lỗ rỗng 0,1 kPa, độ dịch chuyển 0,01 mm – đáp ứng yêu cầu nghiên cứu.
Tự động xả khí khuếch tán – Đảm bảo độ chính xác trong điều khiển lực hút lâu dài, giảm thiểu sự can thiệp thủ công.
Phần mềm hoàn toàn tự động– Hỗ trợ tải từng bước, CRS, CRL, leo, v.v.; tính toán tham số tự động.
Kiểm soát nhiệt độ tùy chọn– 5‑40 oC cho nghiên cứu hiệu ứng nhiệt độ.
Độ chính xác của cảm biến cao – Tải trọng, áp lực nước lỗ rỗng và áp suất không khí lỗ rỗng đều ± 0,1% FS.
Hoạt động dễ dàng– LCD + bàn phím, kết hợp với phần mềm Windows.

Chọn gì

Chọn mô hình dựa trên yêu cầu thử nghiệm:

Yêu cầu

Mô hình được đề xuất

Lý do

Cố kết đất không bão hòa thường xuyên (ứng suất bình thường ≤800 kPa)

BTU-1U

Chi phí thấp hơn, thích hợp cho hầu hết các thử nghiệm đất nông không bão hòa

Đất không bão hòa sâu hoặc điều kiện ứng suất cao (ứng suất bình thường >800 kPa, lên tới 3200 kPa)

BTU-1UM

Phạm vi ứng suất cao, cảm biến tải trọng 10 kN

Cần kiểm soát lực hút cao (>500 kPa, lên tới 1,5 MPa)

Cả hai model (đĩa gốm 1,5 MPa)

Đủ cao

Cần kiểm soát lực hút dài hạn (ví dụ: cân bằng độ rão, thoát nước)

Cả hai (thiết bị xả tự động)

Đảm bảo sự ổn định lâu dài

Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ

Cả hai model, với điều khiển nhiệt độ tùy chọn (5‑40 oC)

Yêu cầu đặt hàng bổ sung

Chỉ cần cố kết đất bão hòa (không cần đất bão hòa)

Chọn máy đo độ cố kết thông thường (chi phí thấp hơn)

Các tính năng chưa bão hòa làm tăng thêm chi phí

Ngân sách hạn chế và yêu cầu hút thấp (<500 kPa)

Hãy xem xét mẫu có đĩa gốm 500 kPa (ví dụ: dòng BTU‑2U)

Chi phí thấp hơn

 

Luồng quy trình

Ví dụ: Thí nghiệm cố kết CRS của đất không bão hòa (lực hút có kiểm soát, tốc độ biến dạng không đổi) sử dụng BTU-1U hoặc 1UM

Chuẩn bị đĩa gốm

Ngâm đĩa gốm 1,5 MPa trong nước đã khử khí và bão hòa chân không (loại bỏ bọt khí).
Lắp đĩa sứ vào đế tế bào cố kết, đảm bảo bịt kín tốt. Kết nối các đường xả nước.

Chuẩn bị mẫu

Cắt đất chưa bão hòa nguyên dạng hoặc chuẩn bị mẫu đã đúc lại bằng vòng cắt Ø61,8×20 mm.
Đo hàm lượng và mật độ nước ban đầu.

Lắp đặt mẫu

Đặt mẫu lên đĩa gốm, sau đó lắp đá xốp và tấm chịu lực.
Định vị ô cố kết vào khung tải và lắp đặt cảm biến dịch chuyển.
Nối đường áp suất không khí lỗ rỗng (với đỉnh mẫu) và cảm biến áp suất nước lỗ rỗng (bên dưới đĩa sứ).
Đấu nối hệ thống đo lường sự thay đổi thể tích (với đường thoát nước).

Áp dụng lực hút

Áp dụng áp suất không khí lỗ rỗng mục tiêu (ví dụ: 200 kPa) thông qua bộ điều khiển áp suất không khí lỗ rỗng.
Đường thoát nước mở ra khí quyển, do đó lực hút ma trận s = uₐ = 200 kPa.
Khởi động thiết bị xả khí khuếch tán tự động; ghi lại sự thay đổi thể tích cho đến khi hệ thống thoát nước ổn định (cân bằng lực hút).

Kiểm tra hợp nhất CRS

Trong phần mềm, chọn “mô-đun hợp nhất CRS”.
Đặt tốc độ biến dạng không đổi (ví dụ: 0,01 mm/phút).
Đặt biến dạng dọc trục tối đa (ví dụ: 20%) hoặc lực dọc trục tối đa (theo công suất của model).
Bắt đầu thử nghiệm: piston chất tải di chuyển xuống dưới với tốc độ không đổi, tạo ra chất tải liên tục.
Phần mềm ghi lại lực dọc trục, chuyển vị dọc trục, sự thay đổi thể tích, áp lực lỗ rỗng và thời gian theo thời gian thực.
Vẽ đường cong ứng suất - biến dạng và đường cong áp lực lỗ rỗng - biến dạng.

Điều kiện dừng

Tự động dừng khi đạt đến mức căng đặt trước hoặc tải tối đa.

Tháo gỡ và làm sạch

Dỡ mẫu, xả áp suất không khí lỗ rỗng, lấy mẫu ra, cân và sấy khô để đo hàm lượng nước cuối cùng.
Làm sạch tế bào hợp nhất, đĩa gốm và cảm biến; chạy thiết bị xả nước để làm sạch đường dây.

Xử lý dữ liệu

Dựa trên lý thuyết CRS, phần mềm tính toán: hệ số cố kết (Cv), chỉ số nén (Cc), áp lực trước cố kết (Pc), hệ số thấm (k) (gián tiếp).
Vẽ đồ thị đường cong e‑log p, đường cong Cv‑σ′, v.v.
Tạo một báo cáo thử nghiệm.

Đối với hợp nhất tải theo từng bước: Đặt trình tự tải (ví dụ: 25, 50, 100, 200, 400, 800 kPa); tại mỗi bước tải ghi lại độ dịch chuyển và sự thay đổi thể tích theo thời gian; phần mềm tính Cv, av,..
Đối với cố kết từ biến: Áp dụng tải trọng không đổi và ghi lại chuyển vị và sự thay đổi thể tích trong thời gian dài để phân tích hệ số cố kết thứ cấp Cα.

Tóm tắt:BTU-1U/1UM là thiết bị cố kết đất không bão hòa hoàn toàn tự động sử dụng dịch chuyển trục để điều khiển lực hút, được trang bị đĩa gốm dẫn khí cao 1,5 MPa và thiết bị xả khí khuếch tán tự động. Model 1U có ứng suất dọc trục tối đa là 800 kPa, trong khi model 1UM đạt 3200 kPa. Độ phân giải thay đổi thể tích là 0,001 mL và độ chính xác áp lực nước lỗ rỗng là 0,1 kPa. Chúng hỗ trợ tải theo bước, CRS, CRL, độ rão và kiểm soát nhiệt độ tùy chọn (5‑40 oC). Chúng thích hợp để nghiên cứu đặc tính nén, các thông số cố kết và ảnh hưởng nhiệt độ của đất không bão hòa. Việc lựa chọn phải dựa trên ứng suất bình thường tối đa cần thiết: đất nông chưa bão hòa chọn 1U, điều kiện ứng suất sâu hoặc ứng suất cao chọn 1UM.