Apparecchio automatico per il consolidamento del terreno insaturo

Descrizione di prodotto

Apparecchio di consolidamento del terreno insaturo completamente automatico
Modelli BTU-1U/1UM
Descrizione

Questa apparecchiatura è un apparato di consolidamento del terreno insaturo completamente automatico, modelli BTU-1U e BTU-1UM, utilizzato per prove di consolidamento unidimensionale su terreni insaturi sotto aspirazione matriciale controllata. Può determinare le caratteristiche di compressione, il coefficiente di consolidamento, la pressione di preconsolidamento e altri parametri. Viene utilizzata la tecnica della traslazione dell'asse, applicando la pressione dell'aria interstiziale mantenendo la pressione dell'acqua interstiziale (tipicamente zero) per controllare l'aspirazione. Caratteristiche principali:

Dimensioni del provino: Ø61,8×H20 mm (altre dimensioni opzionali)
Sollecitazione assiale: 1U – 0‑800 kPa caricamento automatico; 1UM – 0‑3200 kPa caricamento automatico
Spostamento normale: 12,7 mm, risoluzione 0,01 mm
Celle di carico: 1U – 0‑2,4 kN (corrispondente a 0‑800 kPa); 1UM – 0‑10 kN (0‑3200 kPa), precisione ±0,1% FS
Pressione dell'acqua interstiziale: 0‑0,1 MPa, precisione 0,1 kPa, risoluzione 0,1 kPa
Misurazione della variazione di volume: 0‑100 ml, precisione ±0,01 ml, risoluzione 0,001 ml
Pressione dell'aria interstiziale: 0‑0,9 MPa, precisione ±0,1% FS, risoluzione 1 kPa
Disco in ceramica: ingresso d'aria elevato da 1,5 MPa (importato dagli Stati Uniti)
Metodo di controllo: tastiera a membrana da 20 tasti + LCD 240×128
Acquisizione dati: include registratore di dati e software Windows
Modulo di lavaggio: Dotato di dispositivo automatico di lavaggio ad aria diffusa; sistema di controllo della temperatura opzionale (5‑40 ℃)

Standard di prova (internazionali)

ASTM D2435 (Consolidamento unidimensionale dei terreni)
ASTM D4186(Velocità costante di consolidamento della deformazione – CRS)
ASTM D4546 (consolidamento carico-scarico-ricarico)
ASTM D6836 (metodi di prova del terreno insaturo, inclusa la traslazione dell'asse)
ISO 17892‑5 (test di consolidamento)
BS 1377‑6 (test di consolidamento)

L'apparecchiatura può soddisfare i requisiti di questi standard per il carico, la misurazione dello spostamento, il controllo dell'aspirazione, ecc. ed è particolarmente adatta per terreni insaturi.

Specifica

Parametro

BTU-1U

BTU-1UM

Nome dello strumento

Apparecchio per il consolidamento del terreno insaturo completamente automatico

Apparecchio per il consolidamento del terreno insaturo completamente automatico (stress elevato)

Dimensioni del campione

Ø61,8 × H20 mm (altre dimensioni opzionali)

Sollecitazione assiale

Caricamento automatico controllato da microcomputer, 0‑800 kPa, continuo

Caricamento automatico controllato da microcomputer, 0‑3200 kPa, continuo

Spostamento normale

12,7 mm, risoluzione 0,01 mm

Cella di carico

0‑2,4 kN, precisione ±0,1% FS

0‑10 kN, precisione ±0,1% FS

Pressione dell'acqua nei pori

0‑0,1 MPa, precisione 0,1 kPa, risoluzione 0,1 kPa

Misurazione della variazione di volume

0‑100 ml, precisione ±0,01 ml, risoluzione 0,001 ml

Pressione dell'aria nei pori

0‑0,9 MPa, precisione ±0,1% FS, risoluzione 1 kPa

Disco in ceramica

Ingresso aria alta 1,5 MPa (importato dagli Stati Uniti)

Metodo di controllo

Tastiera a membrana da 20 tasti + LCD 240×128

Acquisizione dati

Datalogger + software di acquisizione/elaborazione Windows

Modulo di lavaggio

Dispositivo automatico di flussaggio ad aria diffusa

Opzionale

Sistema di controllo della temperatura (5‑40 ℃)

 

Dettaglio

Traslazione dell'asse per terreni insaturi – Applica la pressione dell'aria interstiziale (uₐ) mantenendo la pressione dell'acqua interstiziale a zero (o controllata), fornendo un'aspirazione matriciale s = uₐ – u_w. Il disco ceramico ha un valore di ingresso dell'aria di 1,5 MPa, consentendo il controllo dell'aspirazione da 0‑1500 kPa.
Due intervalli di stress –

1U: massimo. 800 kPa, adatto per terreni superficiali insaturi o prove a basso stress.
1UM: massimo 3200 kPa, adatto a terreni profondi insaturi o condizioni di stress elevato.

Misurazione del volume ad alta precisione – Risoluzione della variazione del volume di 0,001 ml, monitoraggio preciso delle variazioni del volume di drenaggio/assorbimento.
Dispositivo automatico di lavaggio ad aria diffusa: scarica periodicamente le bolle d'aria che si accumulano sotto il disco ceramico, prevenendone il blocco e garantendo un controllo stabile dell'aspirazione; misura anche il volume dell'aria diffusa per la correzione del drenaggio.
Sensore di pressione dell'acqua interstiziale – Campo 0,1 MPa, precisione 0,1 kPa, adatto per basse pressioni dell'acqua in terreni insaturi.
Controllo opzionale della temperatura: sistema da 5‑40 ℃ per studiare gli effetti della temperatura sul consolidamento del terreno insaturo.
Funzioni software – Test di consolidamento completamente automatici (carico a gradini, CRS, CRL, creep, ecc.); visualizzazione in tempo reale delle curve di sollecitazione, spostamento, variazione di volume e pressione interstiziale; calcolo automatico dei parametri di consolidamento (Cv, av, Cc, Pc, ecc.).

Applicazione

Caratteristiche di consolidamento del terreno insaturo – Determinare l'indice di compressione, il coefficiente di consolidamento e la pressione di preconsolidamento sotto diverse aspirazioni.
Suoli espansivi e collassabili – Studia l’effetto dei cambiamenti del contenuto di acqua (aspirazione) sulla comprimibilità.
Coperture delle discariche – Valutare la compressione e l'assestamento a lungo termine dei terreni insaturi.
Depositi di scorie nucleari – Comportamento di consolidamento dei materiali tampone (ad esempio, bentonite) sotto aspirazione.
Suoli profondi insaturi – Il modello 1UM può simulare sollecitazioni normali fino a 3,2 MPa, adatte per strati di terreno profondi.
Accoppiamento temperatura-aspirazione-consolidamento: con il controllo della temperatura opzionale, studia gli effetti della temperatura sul consolidamento del terreno insaturo.

Vantaggi

Design non saturo specializzato: la traslazione dell'asse con disco ceramico ad elevato ingresso d'aria (1,5 MPa) fornisce un controllo stabile dell'aspirazione.
Due gamme di sollecitazione: opzioni da 800 kPa e 3200 kPa, che coprono terreni insaturi da superficiali a profondi.
Elevata precisione di misurazione – Variazione di volume 0,001 mL, pressione interstiziale dell'acqua 0,1 kPa, spostamento 0,01 mm – soddisfa i requisiti di ricerca.
Flusso automatico dell'aria diffusa: garantisce la precisione del controllo dell'aspirazione a lungo termine, riduce l'intervento manuale.
Software completamente automatico: supporta il caricamento graduale, CRS, CRL, creep, ecc.; calcolo automatico dei parametri.
Controllo della temperatura opzionale: 5‑40 ℃ per studi sugli effetti della temperatura.
Elevata precisione del sensore: carico, pressione dell'acqua interstiziale e pressione dell'aria interstiziale: tutti ±0,1% FS.
Funzionamento semplice: LCD + tastiera, abbinato al software Windows.

Cosa scegliere

Seleziona il modello in base ai requisiti del test:

Requisito

Modello consigliato

Motivo

Consolidamento di routine del terreno insaturo (stress normale ≤800 kPa)

BTU-1U

Costo inferiore, adatto per la maggior parte dei test superficiali sui terreni insaturi

Suoli profondi e insaturi o condizioni di stress elevato (stress normale >800 kPa, fino a 3200 kPa)

BTU-1UM

Intervallo di sollecitazione elevato, cella di carico da 10 kN

Necessita di un elevato controllo dell'aspirazione (>500 kPa, fino a 1,5 MPa)

Entrambi i modelli (disco ceramico da 1,5 MPa)

Sufficientemente alto

Necessita di controllo dell'aspirazione a lungo termine (p. es., scorrimento, equilibrio del drenaggio)

Entrambi (dispositivo di lavaggio automatico)

Garantisce stabilità a lungo termine

Studiare gli effetti della temperatura

Entrambi i modelli, con controllo della temperatura opzionale (5‑40 ℃)

Richiede un ordine aggiuntivo

Solo consolidamento del terreno saturo (nessuna necessità insatura)

Scegli un consolidadometro convenzionale (costo inferiore)

Le caratteristiche insature aggiungono costi

Budget limitato e requisiti di aspirazione ridotti (<500 kPa)

Considerare il modello con disco ceramico da 500 kPa (ad esempio, serie BTU‑2U)

Costo inferiore

 

Flusso del processo

Esempio: test di consolidamento CRS del terreno insaturo (aspirazione controllata, velocità di deformazione costante) utilizzando BTU-1U o 1UM

Preparazione del disco ceramico

Immergere il disco ceramico da 1,5 MPa in acqua disidratata e saturare sotto vuoto (rimuovere le bolle d'aria).
Installare il disco ceramico nella base della cella di consolidamento, garantendo una buona tenuta. Collegare le linee di lavaggio.

Preparazione del campione

Tagliare il terreno insaturo indisturbato o preparare il campione rimodellato utilizzando un anello tagliente Ø61,8×20 mm.
Misurare il contenuto e la densità iniziali dell'acqua.

Installazione del campione

Posizionare il campione sul disco ceramico, quindi installare la pietra porosa e la piastra di carico.
Posizionare la cella di consolidamento nel telaio di carico e installare il sensore di spostamento.
Collegare la linea della pressione dell'aria interstiziale (alla parte superiore del campione) e il sensore della pressione dell'acqua interstiziale (sotto il disco ceramico).
Collegare il sistema di misurazione della variazione di volume (alla linea di drenaggio).

Applicare l'aspirazione

Applicare la pressione dell'aria interstiziale target (ad esempio, 200 kPa) tramite il controller della pressione dell'aria interstiziale.
Linea di drenaggio aperta all'atmosfera, quindi aspirazione matriciale s = uₐ = 200 kPa.
Avviare il dispositivo automatico di flussaggio ad aria diffusa; registrare la variazione di volume finché il drenaggio non si stabilizza (equilibrio di aspirazione).

Test di consolidamento CRS

Nel software, selezionare “Modulo consolidamento CRS”.
Impostare una velocità di deformazione costante (ad esempio, 0,01 mm/min).
Impostare la deformazione assiale massima (ad esempio, 20%) o la forza assiale massima (in base alla capacità del modello).
Inizia il test: il pistone di caricamento si muove verso il basso a velocità costante, applicando un carico continuo.
Il software registra la forza assiale, lo spostamento assiale, la variazione di volume, la pressione dei pori e il tempo in tempo reale.
Traccia la curva sforzo-deformazione e la curva pressione-deformazione dei pori.

Condizione di arresto

Si arresta automaticamente quando viene raggiunta la deformazione preimpostata o il carico massimo.

Smontaggio e pulizia

Scaricare, rilasciare la pressione dell'aria interstiziale, rimuovere il campione, pesarlo e asciugarlo per misurare il contenuto d'acqua finale.
Pulire la cella di consolidamento, il disco ceramico e i sensori; azionare il dispositivo di lavaggio per pulire le linee.

Elaborazione dei dati

Basandosi sulla teoria CRS, il software calcola: coefficiente di consolidamento (Cv), indice di compressione (Cc), pressione di pre-consolidazione (Pc) e coefficiente di permeabilità (k) (indirettamente).
Traccia la curva e‑log p, la curva Cv‑σ′, ecc.
Genera un rapporto di prova.

Per il consolidamento del caricamento graduale: impostare una sequenza di carico (ad esempio, 25, 50, 100, 200, 400, 800 kPa); ad ogni fase di carico, registrare lo spostamento e la variazione di volume nel tempo; il software calcola Cv, av, ecc.
Per il consolidamento per scorrimento viscoso: applicare un carico costante e registrare lo spostamento e la variazione di volume su un lungo periodo per analizzare il coefficiente di consolidamento secondario Cα.

Riepilogo: I BTU-1U/1UM sono apparecchi di consolidamento del terreno insaturo completamente automatici che utilizzano la traslazione dell'asse per il controllo dell'aspirazione, dotati di un disco ceramico ad alto ingresso d'aria da 1,5 MPa e di un dispositivo automatico di lavaggio dell'aria diffusa. Il modello 1U ha uno stress assiale massimo di 800 kPa, mentre il 1UM arriva a 3200 kPa. La risoluzione della variazione di volume è di 0,001 ml e la precisione della pressione dell'acqua interstiziale è di 0,1 kPa. Supportano il caricamento a gradini, CRS, CRL, scorrimento lento e controllo della temperatura opzionale (5‑40 ℃). Sono adatti per studiare le caratteristiche di compressione, i parametri di consolidamento e gli effetti della temperatura dei terreni insaturi. La selezione dovrebbe basarsi sullo stress normale massimo richiesto: i terreni poco saturi e insaturi scelgono 1U, le condizioni profonde o di stress elevato scelgono 1UM.