Aparato de corte directo insaturado tipo palanca

Descripción de producto

Aparato de corte directo insaturado tipo palanca

ModeloBTU-DDS-1U

Descripción

Este aparato es unaparato de corte directo insaturado tipo palanca, modeloBTU-DDS-1U, diseñado específicamente para ensayos de resistencia al corte de suelos no saturados. Utiliza una celda de presión no saturada especializada y una caja de corte, aplica tensión normal mediante carga de palanca y controla la succión matricial mediante un disco cerámico y un sistema de control de presión de aire de poros. Características principales:

• Celda de presión especializada: aplica tensión normal neta que no se ve afectada por la presión del aire de poro; Superficie tratada para resistencia a la corrosión y alta resistencia.
• Caja de corte especializada: Ø61,8 mm × H20 mm, equipada con un soporte de disco cerámico para una fácil sustitución del disco cerámico (5 Bar, importado de EE. UU.) y una cómoda desaireación por saturación al vacío.
• Velocidad de corte: 0,00001–6 mm/min, ajuste continuo, pantalla LCD.
• Fuerza de corte horizontal máxima: 5 kN (opcional 10 kN).
• Presión normal: carga de palanca por etapas (pesos opcionales, máximo 1600 kPa).
• Desplazamiento normal: rango 12,7 mm, resolución 0,01 mm.
• Medición del cambio de volumen: rango 0–200 ml, resolución 0,01 ml.
• Presión de aire de poro: 0–0,6 MPa, con manómetro de grado 0,25.
• Sistema de adquisición de datos incluido.

Estándares de prueba (internacionales)

• Norma ASTM D3080(Prueba de corte directo)
• Norma ASTM D5298(Medición de succión)
• Norma ASTM D6836(Métodos de prueba de suelos no saturados, incluida la técnica de traslación de ejes)
• ISO 17892‑10(Prueba de corte directo)
• BS 1377‑7(Prueba de corte directo)
• La resistencia residual de suelos no saturados puede referirse aNorma ASTM D7608y similares.

El aparato controla la tensión normal neta regulando la presión del aire de los poros y la tensión normal total, cumpliendo con los requisitos básicos de la técnica de traslación de ejes.

Especificación

Detalle

• Celda de presión insaturada– Especialmente diseñado para que el pistón de carga normal selle contra la celda; la tensión normal aplicada no es contrarrestada por la presión del aire de los poros, lo que permite un control independiente de la tensión normal neta (σ_net = σ – u_a).
• Caja de corte y disco cerámico.– La base de la caja de corte tiene un soporte para el disco cerámico, lo que permite el reemplazo rápido de discos con diferentes valores de entrada de aire (estándar 5 bar, correspondiente a un valor de entrada de aire de 500 kPa), adecuado para la mayoría de ensayos de suelos insaturados. El disco cerámico se puede retirar y saturar al vacío para garantizar una traslación eficaz del eje.
• Sistema de carga por palanca– Aplica fuerza normal usando pesas y una palanca (la relación de palanca no se indica, pero normalmente es 12:1 o 10:1). Simple, confiable, no requiere energía ni servocontrol. Presión normal máxima de hasta 1600 kPa, capaz de simular capas de suelo relativamente profundas.
• Amplio rango de velocidad de corte– 0,00001–6 mm/min abarca desde cizallamiento lento (0,02–0,05 mm/min) hasta cizallamiento rápido (0,8–1,2 mm/min) y también se puede utilizar para pruebas de fluencia.
• Fuerza de corte horizontal– Estándar 5 kN (correspondiente a una tensión de corte máxima de aproximadamente 1,67 MPa, dependiendo del área de la muestra). Opcional 10 kN para suelos de alta resistencia.
• Medición de desplazamiento y volumen.– Desplazamiento normal medido con un comparador (resolución 0,01 mm). Cambio de volumen medido por una bureta o sensor (0–200 ml, resolución 0,01 ml) para registrar los cambios de volumen de agua drenada/absorbida.
• Control de la presión del aire de poro– Se aplica a través de una fuente de aire externa y un manómetro (0–0,6 MPa, precisión de grado 0,25), conectado al puerto de aire intersticial en la parte superior de la caja de corte o celda de presión.
• Sistema de adquisición de datos– Puede conectar sensores (carga, desplazamiento, volumen, presión) para el registro automático de datos. El manual no especifica las funciones del software, probablemente una adquisición básica.

Solicitud

• Análisis de estabilidad de taludes no saturados.– Determinar los parámetros de resistencia al corte (c′, φ′, φᵇ) bajo diferentes tensiones normales netas y succiones.
• Suelos expansivos y colapsables.– Estudiar el efecto del cambio del contenido de agua (cambio de succión) sobre la resistencia.
• Cubiertas de vertederos– Evaluación del comportamiento mecánico del suelo no saturado.
• Subrasantes y fundaciones– Obtener parámetros de resistencia para suelos por encima de la zona capilar.
• Docencia e investigación– Mecánica de suelos insaturados en laboratorios universitarios.

Ventajas

• Diseño no saturado especializado– Celda de presión y caja de corte optimizadas para la traslación de ejes, lo que garantiza un control independiente de la tensión normal neta.
• Cómodo reemplazo del disco cerámico– El diseño del soporte permite intercambiar fácilmente discos con diferentes valores de entrada de aire; Se puede saturar al vacío para un control de succión confiable.
• Carga de palanca– Sin servosistema complejo; Bajo costo, mantenimiento simple y puede aplicar una tensión normal alta (1600 kPa).
• Amplio rango de velocidad de corte– Cumple con varios estándares de prueba (corte lento, corte rápido).
• Alta fuerza de corte opcional– Hasta 10 kN para suelos de alta resistencia o de grano grueso.
• Medición de volumen de alta resolución– Resolución de 0,01 ml, adecuada para monitorear cambios en el volumen de drenaje/absorción en suelos no saturados.
• Sistema de adquisición de datos– Reduce el esfuerzo de grabación manual y mejora la confiabilidad de los datos.

Qué elegir

Seleccione el aparato o sus accesorios según los requisitos de prueba:

• Necesidad de pruebas insaturadas– Sólo para suelos saturados, un aparato de corte directo convencional es más económico. Si se requiere control de succión, este modelo es necesario.
• Requisito de estrés normal– Máximo 1600 kPa. Si se necesita una tensión normal más alta (p. ej., para suelos profundos), considere otros modelos (p. ej., DDS‑4UF con 3,2 MPa).
• Requisito de fuerza cortante– El estándar de 5 kN es adecuado para la mayoría de las arcillas. Para arenas, suelos gruesos o suelos de alta resistencia, se recomienda la opción de 10 kN.
• Valor de entrada de aire del disco cerámico– El estándar 5 Bar (500 kPa) es adecuado para la mayoría de los suelos no saturados (succión ≤500 kPa). Para succiones más altas (p. ej., >1000 kPa), se puede solicitar al fabricante un disco cerámico de entrada más alta (p. ej., 15 bar).
• Nivel de automatización– Este aparato utiliza carga por palanca y cambios de peso manuales; no es completamente automático. Para un control totalmente automático (carga servo, carga multietapa programada), elija modelos como DDS‑4UF.
• Adquisición de datos– El sistema incluido satisface las necesidades básicas de registro. Para el posprocesamiento avanzado (p. ej., trazado automático de la envolvente de resistencia, cálculo de c/φ), verifique las capacidades del software o actualícelo.
• Presupuesto– El aparato de corte directo insaturado de tipo palanca tiene un costo menor que las unidades servocontroladas completamente automáticas y ofrece un buen valor como dispositivo de prueba de insaturados de nivel básico.

Flujo de proceso

Ejemplo:Ensayo de corte directo insaturado (drenaje consolidado, controlando tensión normal neta y succión)

• Preparación del disco cerámico
  • Remoje el disco cerámico de 5 bar en agua desaireada y aplique vacío para saturarlo (eliminar las burbujas de aire).
  • Instale el disco cerámico en el soporte de la base de la caja de corte, asegurando un buen sellado.

• Preparación de muestras
  • Corte el suelo insaturado no perturbado o prepare una muestra remodelada utilizando un anillo de corte de Ø61,8 mm × 20 mm.
  • Mida el contenido inicial de agua y la densidad. Si se requiere una succión específica, realice un preequilibrio utilizando el equilibrio de vapor.

• Instalación de muestras
  • Coloque la muestra en el disco cerámico, luego instale la piedra porosa y la placa de carga.
  • Ensamble la caja de corte superior y coloque toda la caja de corte en la celda de presión.
  • Conecte la línea de presión de aire de poros (a la parte superior de la caja de corte o celda de presión) y la línea de drenaje/cambio de volumen (a la cavidad debajo del disco cerámico).

• Aplicar tensión normal neta
  • Aplique la tensión normal total deseada σ usando la palanca y las pesas.
  • Simultáneamente aplique presión de aire de poro uₐ (p. ej., 50 kPa). Esfuerzo normal neto σ_net = σ – uₐ.

• Aplicar succión y equilibrar.
  • Succión matricial s = uₐ – u_w. Normalmente u_w = 0 (línea de drenaje abierta a la atmósfera), entonces s = uₐ.
  • Abra la válvula de drenaje y registre el cambio de volumen (drenaje/absorción) hasta que esté estable (equilibrio de succión).

• Consolidación
  • Mantener tensión y succión normales netas constantes; Registre la deformación vertical hasta que la consolidación sea estable.

• Establecer parámetros de corte
  • En el panel de control, establezca la velocidad de corte (por ejemplo, 0,02 mm/min para corte lento).
  • Establezca el límite de desplazamiento de corte (por ejemplo, 6 mm).
  • Conecte el sistema de adquisición de datos y ponga a cero todos los sensores.

• empezar a esquilar
  • Encienda el motor paso a paso para mover la caja de corte horizontalmente.
  • El sistema de adquisición de datos registra la fuerza de corte horizontal, el desplazamiento horizontal, el desplazamiento vertical, el cambio de volumen y el tiempo en tiempo real.
  • Trazar la curva tensión cortante-desplazamiento.

• Condición de parada
  • Cuando se alcanza el desplazamiento de corte preestablecido o la tensión de corte cae significativamente después de un pico, deténgase manual o automáticamente (si el sistema admite la parada automática).

• Desmontaje y limpieza
  • Descargue las pesas y libere la presión del aire de los poros.
  • Retire la muestra, limpie la caja de corte y el disco cerámico.
  • Para pruebas con diferentes tensiones o succiones normales netas, repita los pasos 1 a 9.

• Proceso de datos
  • Calcule el esfuerzo cortante máximo para cada muestra.
  • Para una succión constante y una tensión normal neta variable, trace la envolvente de resistencia de Mohr-Coulomb para obtener los parámetros de resistencia a la tensión efectiva c′ y φ′.
  • Para una tensión normal neta constante y una succión variable, calcule φᵇ (el ángulo de aumento de la fuerza debido a la succión).
  • Generar un informe de prueba.

Resumen:El BTU-DDS-1U es un aparato de corte directo insaturado tipo palanca que utiliza la técnica de traslación de ejes para controlar la succión. Presenta un conveniente reemplazo del disco cerámico, un amplio rango de velocidad de corte y una alta capacidad de tensión normal (hasta 1600 kPa). Es adecuado para la investigación de la mecánica de suelos no saturados y la determinación de parámetros de ingeniería, y ofrece una buena relación costo-rendimiento como dispositivo de corte directo no saturado de nivel básico. La selección debe considerar el rango de succión requerido (valor de entrada de aire del disco cerámico), la necesidad de una fuerza de corte alta y el presupuesto: se puede agregar una fuerza de corte opcional de 10 kN o una automatización más avanzada según sea necesario.