自動不飽和直接剪断装置

製品の説明

全自動不飽和ダイレクトシャー装置

説明

この装置は、全自動不飽和ダイレクトせん断装置、モデルBTU-2UそしてBTU-2UM、さまざまな吸引条件下での不飽和土壌のせん断強度パラメータを決定するために使用されます。マイコン制御による自動装填を採用し、高精度センサーや自動泡抜き装置を搭載し、オプションで温度制御にも対応します。

主要F特徴:

• 試験片サイズ：Ø61.8×H20mm（その他のサイズはオプション）。
• 通常負荷: 2U – 0‑400 kPa 自動制御。 2UM – 0‑3200 kPa 自動制御。
• 通常変位：0～12.7mm、精度0.003mm、分解能0.001mm。
• 水平せん断力: 2U – 5 kN ロードセル; 2UM – 10 kN ロードセル、精度 ±0.1% FS。
• せん断速度：0.0001～6 mm/min、無段階調整。
• 間隙水圧：0～0.1MPa、精度0.1kPa、分解能0.1kPa。
• 間隙気圧：0～0.9MPa、精度1kPa。
• 体積変化測定: 0～100 mL、精度 ±0.01 mL、分解能 0.001 mL。
• セラミックディスク: 500 kPa ハイエアエントリー、米国から輸入。
• 制御方式: 16 キー メンブレン キーパッド + 240×128 LCD。
• 収集および処理ソフトウェア: データロガーと Windows ソフトウェアが含まれます。
• 特長：セラミックディスク下の気泡をフラッシングし、拡散エア量を測定する全自動拡散エアフラッシング装置です。
• オプション：温度制御システム（5～40℃）。

試験基準（国際）

ASTM D3080(直接せん断試験)

ASTM D5298（吸引力測定）

ASTM D6836(軸移動技術を含む不飽和土壌試験方法)

ISO 17892‑10(直接せん断試験)

BS1377‑7(直接せん断試験)

ASTM D7608(残留強度 - 参考)

この装置は、軸移動技術を使用してマトリックス吸引を制御し、不飽和土壌試験に関する上記規格の基本要件を満たしています。

仕様

詳細

• 軸移動テクニック– 間隙水圧 (u_w = 0 または制御) を維持しながら間隙空気圧 (uₐ) を適用し、マトリックス吸引 s = uₐ – u_w の独立した制御を可能にします。
• 空気流入性の高いセラミックディスク– 500 kPa の空気入口値 (輸入品)、0 ～ 500 kPa の範囲で吸引を制御でき、ほとんどの不飽和土壌試験のニーズをカバーします。
• 拡散エアフラッシング装置– セラミックディスクの下に溜まった気泡を全自動で定期的に排出し、水路の閉塞を防ぎ、安定した吸引制御を保証します。ドレン補正のための拡散空気量も測定します。
• 通常荷重の差–
• 2U: 最大垂直応力 400 kPa、浅い不飽和土壌または低応力試験に適しています。
• 2UM: 最大垂直応力 3200 kPa、深い不飽和土壌または高応力条件をシミュレートできます。
• 水平せん断力– 2U: 5 kN (最大せん断応力 ~1.67 MPa)。 2UM: 10 kN (~3.3 MPa)、高強度または粗粒土壌に適しています。
• 高精度の体積測定– 体積変化分解能 0.001 mL、不飽和土壌における排水/吸収の小さな変化を監視するのに最適です。
• 温度制御オプション– 不飽和土壌強度に対する温度の影響を研究するための 5 ～ 40 ℃ システム。
• ソフトウェア機能– 自動データ取得、リアルタイム曲線表示、せん断強度パラメータの計算。

応用

• 不飽和斜面の安定性– 降雨による地滑り解析のために、さまざまな正味垂直応力および吸引力の下で c′、φ′、φᵇ を決定します。
• 膨張性土壌と崩壊性土壌– 吸引力（含水量）の変化がせん断強度に及ぼす影響を研究します。
• 埋立地カバー– 不飽和土壌の機械的挙動を評価します。
• 路床と基礎– 毛細管ゾーンより上の土壌の強度パラメーターを取得します。
• 深い不飽和土壌– 2UM モデルは、最大 3.2 MPa の垂直応力をシミュレートでき、深い土壌層または高盛土に適しています。
• 温度の影響の研究– 温度-吸引-強度カップリング（地熱、核廃棄物処理など）を研究するためのオプションの温度制御システム。

利点

• 全自動吸引制御– 軸の移動と自動拡散エアフラッシング装置の組み合わせにより、長期安定した吸引制御が保証されます。
• 高精度測定– 変位 0.001 mm、体積変化 0.001 mL、間隙水圧 0.1 kPa – 研究グレードの要件を満たしています。
• 2 つのモデルが幅広い応力範囲をカバー– 従来の不飽和土壌の場合は 400 kPa、深い高応力土壌の場合は 3200 kPa。
• 高せん断力オプション– 2UM は、高強度または粗い土壌の試験に 10 kN の水平力を提供します。
• 自動拡散エアフラッシング– 手動介入を排除し、テストの継続性を確保し、データの信頼性を向上させます。
• 高分解能体積測定– 0.001 mL は、排出/吸収中の小さな体積変化を正確に捕捉します。
• 温度制御オプション– 温度、吸引力、強度のカップリングを研究するためのオプションの 5 ～ 40 ℃ モジュール。
• 簡単操作– メンブレン キーパッド + LCD スクリーン、完全に自動化されたテスト手順用の Windows ソフトウェアを備えています。

何を選択するか

テスト要件に基づいてモデルを選択します。

注: 異なる試験片サイズ(Ø61.8 mm以外)が必要な場合は、メーカーにカスタムシャーボックスを注文できます。

処理の流れ

例：不飽和直接せん断試験（統合排水、正味垂直応力と吸引力を制御）BTU-2Uまたは2UMを使用します。

• セラミックディスクの準備

500 kPa のセラミック ディスクを脱気水に浸し、真空をかけて飽和させます (気泡を除去します)。

セラミックディスクをシャーボックスベースに取り付け、良好なシールを確保します。フラッシングラインを接続します。

• 標本の準備

そのままの不飽和土壌を切断するか、Ø61.8×20 mm のカッティングリングを使用して再成型試験片を準備します。

初期含水量と密度を測定します。

• 試験片の設置

試験片をセラミックディスク上に置き、多孔質石とローディングプレートを取り付けます。

上部せん断ボックスを組み立て、そのアセンブリを直接せん断装置に置きます。

間隙気圧ライン (シャー ボックスの上部) と間隙水圧センサー (セラミック ディスクの下) を接続します。

体積変化測定システムを（排水ラインに）接続します。

• 吸引を適用する

間隙空気圧コントローラーを介して目標空気圧 (例: 100 kPa) を適用します。

排水ラインは大気に開放されていますしたがって、マトリックス吸引 s = uₐ = 100 kPa となります。

自動散気フラッシング装置（定期フラッシング）を起動し、排水が安定するまでの体積変化を記録します。

• 正味垂直応力を適用する

自動垂直荷重システムを介して目標正味垂直応力 σ_net (例: 200 kPa) を適用します。

全垂直応力 σ = σ_net + uₐ = 300 kPa。

圧密が安定するまで法線変位を記録します。

• せん断パラメータを設定する

ソフトウェアで、せん断速度を設定します（たとえば、低速せん断の場合は 0.02 mm/min、高速せん断の場合は 0.8 mm/min）。

せん断変位制限を設定します (例: 6 mm)。

「標準剪断モジュール」または「高速剪断モジュール」を選択します。

• 剪断開始

水平ステッピング モーターを始動してシャー ボックスを動かします。

ソフトウェアは、水平せん断力、水平変位、法線変位、体積変化、間隙水圧、時間をリアルタイムで記録します。

せん断応力-変位曲線をプロットします。

• ストップコンディション

事前に設定したせん断変位に達するか、明らかなピークせん断応力の低下後に自動的に停止します。

• 分解と清掃

法線力を軽減し、間隙空気圧を解放します。

試験片を取り出し、シャーボックスとセラミックディスクを洗浄します。

フラッシング装置を作動させて、セラミックディスクの下のラインを洗浄します。

• データ処理

ソフトウェアはピークせん断応力（または残留せん断応力）を計算します。

一定の吸引力と変化する正味垂直応力の場合、モールクーロン包絡線をプロットして、有効な応力強度パラメーター c' および φ' を取得します。

正味垂直応力が一定で吸引力が変化する場合、φᵇを計算します。

テストレポートを生成します。

まとめ：BTU-2U/2UMは、自動拡散エアフラッシング装置と高精度センサーを備えた、軸移動による吸引制御による全自動不飽和ダイレクトシャー装置です。 2U は従来の不飽和土壌 (最大法線応力 400 kPa) に適していますが、2UM は高応力の深層不飽和土壌 (最大 3200 kPa) 用に設計されています。どちらもオプションの温度制御システムをサポートしています。これらは、斜面の安定性、拡張土壌、埋め立てカバー、深い盛り土、およびその他の研究分野に適用できます。選択は主に、必要な垂直応力範囲とせん断力能力に基づいて行う必要があります。