Thiết bị cắt đá trực tiếp tự động

Mô tả sản phẩm

Thiết bị cắt đá trực tiếp hoàn toàn tự động

Người mẫuBTU-RDSS-30 /BTU-RDDA-50

Sự miêu tả

Thiết bị này là mộtthiết bị cắt trực tiếp đá hoàn toàn tự độngdùng để xác định cường độ chống cắt của mẫu đá (bao gồm các mảnh đá tròn, vuông, khối và đá). Hệ thống sử dụngđiều khiển servo vòng kín điện thủy lựcđể kiểm soát chính xác lực cắt và tải trọng thông thường. Các tính năng chính bao gồm:

• Điều khiển vòng kín servo, hệ thống truyền động cắt hai hành trình (đẩy/kéo)
• Khung phản ứng tải trọng thông thường cứng nhắc được gắn trên các ổ trục tuyến tính để giảm thiểu ma sát ngang, đảm bảo tải trọng thông thường vẫn thẳng đứng trong toàn bộ chuyển vị cắt
• Vòng đựng mẫu có đường kính trong 150 mm và chiều cao lên tới 150 mm
• Thử nghiệm cắt được điều khiển bằng phần mềm với ứng suất chuẩn không đổi hoặc độ cứng chuẩn không đổi, hiển thị kết quả bằng đồ họa theo thời gian thực
• Thiết bị cắt trực tiếp quy mô lớn hơn cũng có sẵn (ví dụ, tải cắt lên tới 500 kN, kích thước mẫu lên tới 150 mm)

Hai mô hình có sẵn:

• BTU-RDSS-30: Model cơ bản, lực cắt 300 kN/tải thường, hành trình 50 mm
• BTU-RDDA-50: Model tiên tiến, lực cắt 500 kN/tải bình thường, hành trình 50 mm, hỗ trợ lực cắt dư và thử nghiệm tăng dần

Tiêu chuẩn kiểm tra (Quốc tế)

• ASTM D5607(Phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn về lực cắt trực tiếp của đá)
• Các phương pháp được ISRM đề xuất(Thử cắt trực tiếp cho đá – Hiệp hội Cơ học Đá Quốc tế)
• ASTM D4554(Cắt trực tiếp khối đá)
• ASTM D2664(Cường độ ba trục của đá – nguyên lý tương tự)
• BS EN 12407(Phương pháp thử đá tự nhiên)

Thiết bị đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn này về kiểm soát tải trọng, đo chuyển vị và kiểm soát ứng suất thông thường trong thử nghiệm cắt trực tiếp đá.

Đặc điểm kỹ thuật

Chi tiết

• Điều khiển servo vòng kín điện thủy lực– Cả tải trọng cắt và tải thông thường đều sử dụng hệ thống trợ lực thủy lực để điều khiển lực/chuyển vị chính xác, hỗ trợ các đường ứng suất phức tạp.
• Đẩy/kéo hai hành trình– Cho phép cắt tiến và cắt ngược (cắt tịnh tiến) để kiểm tra độ bền dư.
• Khung phản ứng ổ trục tuyến tính– Khung phản lực tải thông thường được lắp trên ổ trục tuyến tính. Khi mẫu di chuyển theo phương ngang, hệ phản lực cũng di chuyển theo nó, đảm bảo tải trọng pháp tuyến vẫn vuông góc với mặt phẳng cắt (tránh mômen lệch tâm).
• Vòng mẫu– Đường kính trong 150 mm, cao 150 mm, chứa được các mảnh đá hình trụ, hình vuông, hình khối hoặc không đều.
• Đo chuyển vị– Có thể kết nối 4 cảm biến dịch chuyển dọc; phần mềm tự động tính toán chuyển vị dọc trung bình.
• Chế độ kiểm tra–
  • Ứng suất bình thường không đổi (tải bình thường không đổi)
  • Độ cứng bình thường không đổi (mô phỏng các điều kiện biên cụ thể)
  • Cắt dư (cắt tịnh tiến)
  • Kiểm tra tăng dần (tải nhiều giai đoạn)
• Chức năng phần mềm– Điều khiển kiểm tra tự động, hiển thị thời gian thực các đường cong chuyển vị tải và đường cong ứng suất biến dạng, xử lý dữ liệu tự động.

Ứng dụng

• Cơ học đá– Xác định các thông số cường độ chống cắt (c, φ) của các khe đá, khối đá và mặt phẳng kết cấu.
• Địa kỹ thuật– Phân tích ổn định nền đập, hầm đá bao quanh, mái đá.
• mảnh đá– Kiểm tra cường độ cắt của các mảnh đá không đều (ví dụ colluvium, đá dăm).
• Sức mạnh còn lại– Nghiên cứu sự suy giảm cường độ của các khe đá sau khi cắt lặp lại (BTU-RDDA-50).
• Thử nghiệm gia tăng– Tác dụng các ứng suất pháp khác nhau lên cùng một mẫu để thu được nhiều điểm cường độ.
• Nghiên cứu và giảng dạy– Phòng thí nghiệm cơ học đá ở các trường đại học và viện nghiên cứu.

Thuận lợi

• Khả năng chịu tải cao– Lên đến 500 kN, phù hợp với đá cứng và mẫu vật có kích thước lớn.
• Khung phản ứng ổ trục tuyến tính– Đảm bảo lực pháp tuyến vẫn vuông góc với mặt phẳng cắt, tránh sai số mômen và cải thiện độ chính xác của phép thử.
• Đẩy/kéo hai hành trình– Cho phép cắt tịnh tiến để nghiên cứu độ bền dư.
• Tương thích với nhiều hình dạng mẫu vật– Các khối tròn, vuông, khối và không đều đều có thể được kiểm tra.
• Điều khiển servo vòng kín– Kiểm soát lực hoặc chuyển vị có độ chính xác cao, đường dẫn thử nghiệm phức tạp có thể lập trình.
• Chuyển vị dọc trung bình đa cảm biến– Bốn cảm biến dịch chuyển dọc; phần mềm tự động tính toán mức trung bình, loại bỏ ảnh hưởng của việc nghiêng mẫu.
• Chức năng phần mềm phong phú– Hỗ trợ ứng suất bình thường không đổi, độ cứng bình thường không đổi, lực cắt dư, thử nghiệm gia tăng, v.v.
• Vòng mẫu lớn– Chiều cao ID 150 mm × 150 mm để kiểm tra các mẫu đá lớn hơn.

Chọn gì

Chọn mô hình dựa trên yêu cầu thử nghiệm:

Lưu ý: Chức năng “cắt dư và kiểm tra gia tăng” của BTU-RDDA-50 rất quan trọng để nghiên cứu sự phát triển độ bền bề mặt của khớp. Nếu những thử nghiệm như vậy có thể cần thiết trong tương lai, bạn nên chọn trực tiếp mô hình 50.

Luồng quy trình

Ví dụ:Thí nghiệm cắt trực tiếp đá (ứng suất pháp không đổi) sử dụngBTU-RDSS-30

• Chuẩn bị mẫu
  • Chuẩn bị mẫu đá hình trụ có đường kính 50 mm hoặc 100 mm hoặc mảnh hình vuông/khối/không đều.
  • Đo kích thước mẫu và mô tả đặc điểm bề mặt mối nối (nếu có).

• Lắp đặt mẫu
  • Đặt mẫu vào vòng chứa mẫu có đường kính trong 150 mm, sử dụng miếng chêm hoặc đồ gá để cố định mẫu.
  • Đặt vòng mẫu vào hộp cắt, nối piston tải thông thường và piston tải ngang.
  • Lắp đặt bốn cảm biến dịch chuyển dọc (LVDT) xung quanh đỉnh mẫu và lắp cảm biến dịch chuyển ngang.

• Áp dụng căng thẳng bình thường
  • Đặt ứng suất bình thường mục tiêu (ví dụ: 2 MPa) thông qua phần mềm.
  • Hệ thống servo thông thường tự động áp dụng và duy trì tải không đổi (khung phản lực ổ trục tuyến tính đảm bảo lực vẫn thẳng đứng).
  • Ghi lại chuyển vị thẳng đứng (trung bình) cho đến khi ổn định.

• Đặt thông số cắt
  • Chọn mô-đun “thử cắt trực tiếp đá”.
  • Đặt tốc độ cắt (ví dụ: 1 mm/phút hoặc điều khiển dịch chuyển).
  • Đặt giới hạn dịch chuyển cắt (ví dụ: 10 mm hoặc cho đến khi còn dư).
  • Chọn chế độ điều khiển: điển hình là điều khiển dịch chuyển.

• Bắt đầu cắt
  • Khởi động hệ thống servo ngang để đẩy hộp cắt.
  • Phần mềm ghi lại lực cắt ngang, chuyển vị ngang, chuyển vị dọc (trung bình là 4) và thời gian theo thời gian thực.
  • Vẽ đường cong ứng suất cắt và chuyển vị.

• Điều kiện dừng
  • Tự động dừng khi đạt đến độ dịch chuyển cắt đặt trước hoặc sau khi ứng suất cắt giảm đỉnh rõ ràng (thất bại).

• Tháo gỡ và làm sạch
  • Dỡ lực pháp tuyến, rút ​​piston ngang và lấy mẫu ra.
  • Ghi lại chế độ phá hoại (cắt dọc theo khe, phá hủy nền đá, v.v.).
  • Làm sạch vòng mẫu và cảm biến.

• Xử lý dữ liệu
  • Phần mềm tính toán ứng suất cắt cực đại.
  • Đối với các thử nghiệm ở các ứng suất bình thường khác nhau, hãy vẽ đường bao Mohr‑Coulomb để thu được lực dính của khe đá c và góc ma sát φ.
  • Nếu lực cắt dư được thực hiện (BTU-RDDA-50), hãy tính các thông số cường độ dư.
  • Tạo báo cáo thử nghiệm.

Để cắt dư hoặc thử nghiệm gia tăng:

• Cắt dư: sau lần cắt đầu tiên, đảo ngược hướng hoặc thực hiện nhiều lần cắt chuyển động tịnh tiến để có được cường độ dư.
• Thử nghiệm gia tăng: áp dụng từng bước các ứng suất pháp khác nhau trên cùng một mẫu, cắt mỗi lần để thu được nhiều điểm dữ liệu (lưu mẫu).

Bản tóm tắt:BTU-RDSS-30 và BTU-RDDA-50 là các thiết bị cắt đá trực tiếp hoàn toàn tự động sử dụng điều khiển servo vòng kín điện-thủy lực. Khung phản lực ổ trục tuyến tính đảm bảo lực pháp tuyến vẫn vuông góc với mặt phẳng cắt. Chúng hỗ trợ nhiều hình dạng mẫu vật. RDSS-30 phù hợp để cắt trực tiếp đá thông thường (300 kN), trong khi RDDA-50 cung cấp khả năng chịu tải cao hơn (500 kN) và hỗ trợ các thử nghiệm cắt dư và gia tăng. Việc lựa chọn phải dựa trên yêu cầu tải tối đa và nhu cầu về các chế độ thử nghiệm nâng cao. Chúng có thể áp dụng cho cơ học đá, kỹ thuật địa kỹ thuật và nghiên cứu nguy cơ địa chất.