เครื่องตัดเฉือนโดยตรงแบบโปร่งใสอัตโนมัติ

รายละเอียดสินค้า

เครื่องตัดเฉือนโดยตรงแบบโปร่งใสอัตโนมัติเต็มรูปแบบ

คำอธิบาย

อุปกรณ์นี้คือกเครื่องตัดเฉือนโดยตรงแบบโปร่งใสอัตโนมัติเต็มรูปแบบ (เครื่องตัดเฉือนโดยตรงแบบโปร่งใสในดิน), แบบอย่างบีทียู-TDSA-10Fออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการสังเกตพฤติกรรมทางกลระดับจุลภาคของดินโปร่งใส (หรือวัสดุทางเรขาคณิตที่โปร่งใส) ใช้กล่องเฉือนแบบโปร่งใสและสามารถใช้ร่วมกับระบบออปติกเพื่อสังเกตการเสียรูปภายใน การเคลื่อนที่ของอนุภาค วิวัฒนาการของแถบแรงเฉือน และปรากฏการณ์อื่นๆ ด้วยกล้องจุลทรรศน์ในระหว่างการตัดโดยตรง

หน้าที่หลักได้แก่:

• การทดสอบการรวมมาตรฐาน แรงเฉือนมาตรฐาน แรงเฉือนเร็ว และแรงเฉือนแบบไซคลิกบนดินโปร่งใส
• การทดสอบรีโอโลจีแบบเฉือนโดยตรง (คืบ)
• การทดสอบแรงเฉือนแบบไดนามิกเทียม (การควบคุมความเครียดแรงเฉือนเชิงบวก/ลบ)
• การทดสอบแรงเฉือนของอินเทอร์เฟซ
• การทดสอบการรวมและแรงเฉือนของวัสดุธรณีในระดับจุลทรรศน์

คุณสมบัติที่สำคัญ:

• กล่องเฉือนแบบใส (สี่เหลี่ยมจัตุรัส 100 มม. และ 60 มม.) ชิ้นงานทั้งบนและล่างจะถูกแช่อยู่ในน้ำเพื่อรักษาความอิ่มตัว
• ระบบโหลดแนวตั้ง: สูงสุด แรงปกติ 5 kN ความแม่นยำ ±0.1% FS
• ระบบโหลดแนวนอน: 0-5 kN, ความแม่นยำ ±0.1% FS, อัตราเฉือน 0.00001-9.99999 มม./นาที แบบไม่มีขั้นบันได
• การกระจัดในแนวตั้ง: ช่วง 0-12.7 มม., ความละเอียด 0.01 มม., การได้มาของคอมพิวเตอร์แบบเรียลไทม์
• การโหลดอัตโนมัติเต็มรูปแบบที่ควบคุมโดยซอฟต์แวร์พร้อมการตอบสนองของเซอร์โว
• รวมถึงซอฟต์แวร์รับและควบคุมข้อมูลผ่านคอมพิวเตอร์

มาตรฐานการทดสอบ (นานาชาติ)

• ASTM D3080 (การทดสอบแรงเฉือนโดยตรง)
• ASTM D5321 (แรงเฉือนของส่วนต่อประสาน)
• ASTM D6528(แรงเฉือนแบบง่าย – หลักการที่คล้ายกัน)
• ASTM D7608 (ความแข็งแรงตกค้าง)
• ISO 17892‑10(การทดสอบแรงเฉือนโดยตรง)
• BS 1377‑7(การทดสอบแรงเฉือนโดยตรง)

เนื่องจากดินโปร่งใสเป็นวัสดุจำลองทางกายภาพที่ใช้ในการจำลองดินธรรมชาติ โดยทั่วไปวิธีทดสอบจะเป็นไปตามดินธรรมชาติ การออกแบบที่โปร่งใสมีไว้เพื่อการสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์เป็นหลัก และไม่เปลี่ยนแปลงข้อกำหนดในการทดสอบทางกล

ข้อมูลจำเพาะ

ตามภาพหน้าจอ:

รายละเอียด

• กล่องเฉือนแบบใส– ทำจากวัสดุโปร่งใส (เช่น อะคริลิกหรือกระจกที่มีความแข็งแรงสูง) ช่วยให้ระบบการมองเห็น (กล้อง กล้องจุลทรรศน์ PIV) สามารถสังเกตภายในของชิ้นงานทดสอบได้โดยตรง ตัวอย่างทั้งด้านบนและด้านล่างจะถูกแช่อยู่ในน้ำเพื่อให้ดินโปร่งใสมีความอิ่มตัว และหลีกเลี่ยงดัชนีการหักเหของแสงที่ไม่ตรงกัน
• สองขนาดกล่อง– มีกล่องเฉือนทรงสี่เหลี่ยมขนาด 100 มม. และ 60 มม. เพื่อรองรับเครื่องชั่งรุ่นต่างๆ
• กล่องเฉือนอินเตอร์เฟซ– ทางเลือกหรือมาตรฐาน ใช้เพื่อศึกษาแรงเสียดทานของส่วนต่อประสานระหว่างดินโปร่งใสและโครงสร้าง (เช่น แผ่นใส เสาเข็มจำลอง)
• การควบคุมการตอบสนองของเซอร์โว– การโหลดทั้งแบบปกติและแนวนอนใช้การควบคุมเซอร์โวมอเตอร์แบบวงปิดเพื่อความเค้นที่แม่นยำหรือการใช้งานเส้นทางความเครียด
• การทดสอบแรงเฉือนแบบหลอกไดนามิก– มีความสามารถในการควบคุมความเครียดเฉือนเชิงบวก/ลบ (เช่น การกลับทิศทางแรงเฉือนแบบไซคลิก) เพื่อจำลองการโหลดแบบไซคลิกหรือไดนามิก
• การรวมตัวและแรงเฉือนด้วยกล้องจุลทรรศน์– เมื่อใช้ร่วมกับดินโปร่งใสและการสังเกตด้วยแสง ช่วยให้สามารถศึกษากลไกการบีบอัดการรวมตัวในระดับอนุภาคและกลไกการเปลี่ยนรูปแรงเฉือนได้
• การวัดการเคลื่อนที่ที่มีความแม่นยำสูง– ความละเอียดการกระจัดในแนวตั้ง 0.01 มม. (10 μm) ตรงตามข้อกำหนดการสังเกตการเสียรูปด้วยกล้องจุลทรรศน์
• ฟังก์ชั่นซอฟต์แวร์– การรับและควบคุมข้อมูลอัตโนมัติเต็มรูปแบบ การแสดงกราฟแบบเรียลไทม์ รองรับโมดูลทดสอบหลายโมดูล

แอปพลิเคชัน

• การทดสอบดินโปร่งใส– ใช้ดินใสจำลองทรายหรือดินเหนียวธรรมชาติ ใช้ร่วมกับการสังเกตด้วยแสง (เช่น PIV) เพื่อศึกษาการเสียรูปภายใน การพัฒนาแถบเฉือน การหมุนของอนุภาค และกลไกระดับจุลภาคอื่นๆ
• ฐานรากและฐานราก– สังเกตพื้นที่การเคลื่อนตัวของดินรอบฐานรากเสาเข็มหรือฐานรากตื้นระหว่างการตัดหญ้า
• เสถียรภาพทางลาด– จำลองความล้มเหลวของแรงเฉือนของความลาดชัน และสังเกตการก่อตัวและวิวัฒนาการของพื้นผิวลื่น
• อินเตอร์เฟซเฉือน– ศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างดิน (ผนังกันดิน ท่อ จีโอเมมเบรน)
• การโหลดแบบวนและไดนามิก– ศึกษาการสะสมการเสียรูปและความแรงที่ลดลงภายใต้แผ่นดินไหวหรือการโหลดคลื่น (แรงเฉือนแบบหลอกแบบไดนามิก)
• พฤติกรรมคืบคลาน– สังเกตพฤติกรรมทางรีโอโลยีภายใต้การโหลดในระยะยาว
• การสาธิตการสอน– สาธิตกระบวนการเฉือนล้มเหลวของดินด้วยสายตาเพื่อการสอนธรณีเทคนิค

ข้อดี

• กระบวนการตัดแบบเห็นภาพ– กล่องเฉือนแบบโปร่งใสรวมกับระบบออพติคอลช่วยให้สังเกตการเสียรูปของชิ้นงานภายในได้โดยตรง ก้าวข้ามข้อจำกัดของอุปกรณ์เฉือนโดยตรงแบบทั่วไป (ซึ่งสามารถสังเกตได้เฉพาะพื้นผิวภายนอกหรือหลังความล้มเหลวเท่านั้น)
• สองขนาดกล่อง– กล่องขนาด 100 มม. และ 60 มม. ให้ความยืดหยุ่นสำหรับขนาดการวิจัยที่แตกต่างกัน
• สภาพแวดล้อมที่อิ่มตัว– ชิ้นงานทั้งด้านบนและด้านล่างถูกแช่อยู่ในน้ำเพื่อให้ดินโปร่งใสมีความอิ่มตัวเต็มที่ และหลีกเลี่ยงฟองอากาศที่อาจรบกวนการถ่ายภาพด้วยแสง
• การควบคุมเซอร์โวอัตโนมัติเต็มรูปแบบ– การโหลดที่มีความแม่นยำสูง เส้นทางความเครียดที่ซับซ้อนที่ตั้งโปรแกรมได้ (วงจร การคืบ ความเครียดเชิงบวก/เชิงลบ ฯลฯ)
• แรงเฉือนเสมือนแบบไดนามิก– มีความสามารถในการควบคุมความเครียดสลับเชิงบวก/ลบ จำลองการโหลดแผ่นดินไหวหรือคลื่นที่เกิดขึ้นจริงได้อย่างใกล้ชิดยิ่งขึ้น
• ความสามารถในการเฉือนของอินเทอร์เฟซ– สามารถขยายไปสู่การศึกษาส่วนต่อประสานโครงสร้างดินได้
• เข้ากันได้กับการสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์– เมื่อใช้ร่วมกับ PIV และเทคนิคอื่นๆ จะให้ข้อมูลที่หลากหลาย เช่น ช่องการกระจัด ช่องความเครียด ฯลฯ
• มัลติฟังก์ชั่น– รวมการวัดแรงเฉือนโดยตรงแบบมาตรฐาน, แรงเฉือนเร็ว, แรงเฉือนแบบไซคลิก, การคืบ, แรงเฉือนส่วนต่อประสาน และการสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์ไว้ในเครื่องมือเดียว

สิ่งที่ต้องเลือก

เลือกอุปกรณ์หรือการกำหนดค่าตามความต้องการในการทดสอบ:

การไหลของกระบวนการ

ตัวอย่าง:การทดสอบแรงเฉือนโดยตรงแบบมาตรฐานบนดินโปร่งใส (แรงเฉือนเร็ว พร้อมการสังเกต PIV)

• การเตรียมดินแบบใส
  • ผสมอนุภาคของแข็งโปร่งใส (เช่น ควอตซ์หลอมละลาย) กับของเหลวในรูพรุนที่มีดัชนีการหักเหของแสงที่ตรงกัน (มักเป็นน้ำมันผสม) เพื่อเตรียมดินโปร่งใสที่อิ่มตัว
  • วางดินใสลงในกล่องเฉือนสี่เหลี่ยมขนาด 100 มม. ด้านล่าง แล้วปรับระดับพื้นผิว

• ติดตั้งกล่องเฉือนและระบบออปติคอล
  • วางชุดประกอบกล่องเฉือนลงในตำแหน่งโหลดแรงเฉือนโดยตรง
  • ติดตั้งกล่องเฉือนด้านบนแบบโปร่งใส ตัวอย่างทั้งบนและล่างจะจมอยู่ในของเหลวของรูพรุน (รักษาความอิ่มตัว)
  • วางตำแหน่งกล้อง (เช่น CCD) และแหล่งกำเนิดแสงไว้ข้างหรือเหนือกล่องเฉือนที่เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์
  • ติดตั้งแผ่นโหลดแนวตั้งและดิสเพลสเมนต์เซนเซอร์

• ใช้ความเครียดตามปกติ
  • กำหนดเป้าหมายความเครียดปกติ (เช่น 100 kPa) ผ่านทางซอฟต์แวร์ ระบบเซอร์โวจะใช้และรักษาความเครียดให้คงที่โดยอัตโนมัติ
  • บันทึกการกระจัดตามปกติ (การแข็งตัว) จนกระทั่งคงที่

• ตั้งค่าพารามิเตอร์แรงเฉือน
  • ในซอฟต์แวร์ ให้เลือก "โมดูลแรงเฉือนเร็ว" หรือ "โมดูลแรงเฉือนมาตรฐาน"
  • ตั้งค่าอัตราเฉือน (เช่น 0.8 มม./นาที)
  • ตั้งค่าขีดจำกัดการเคลื่อนที่ของแรงเฉือน (เช่น 6 มม.)
  • เริ่มต้นซอฟต์แวร์การรับแสง (เช่น PIV) และเตรียมพร้อมสำหรับการจับภาพ

• เริ่มตัดขน
  • เริ่มระบบโหลดแนวนอนเพื่อย้ายกล่องเฉือน
  • คอมพิวเตอร์จะบันทึกแรงเฉือน การเคลื่อนตัวของแรงเฉือน การเคลื่อนตัวปกติ และเวลาแบบเรียลไทม์
  • จับภาพการเคลื่อนไหวของอนุภาคภายในดินโปร่งใสพร้อมกันด้วยอัตราเฟรมที่กำหนด

• การสังเกตแบบซิงโครนัส
  • ซอฟต์แวร์ PIV ประมวลผลลำดับภาพเพื่อคำนวณช่องการกระจัด ช่องความเครียด ตำแหน่งแถบแรงเฉือน และพารามิเตอร์อื่นๆ ด้วยกล้องจุลทรรศน์
  • ซิงโครไนซ์เวลาของเส้นโค้งเชิงกลกับภาพการเปลี่ยนรูปในระดับจุลภาค

• หยุดสภาพ
  • หยุดโดยอัตโนมัติเมื่อถึงระยะการเคลื่อนที่ของแรงเฉือนที่กำหนดไว้ล่วงหน้า หรือหลังจากค่าความเค้นเฉือนสูงสุดลดลงอย่างเห็นได้ชัด

• การถอดประกอบและการทำความสะอาด
  • ปล่อยแรงตามปกติ ถอดกล่องเฉือนออก ทำความสะอาดดินใสและของเหลวในรูพรุน (หมายเหตุ การทิ้ง/รีไซเคิลอย่างเหมาะสม)

• การประมวลผลข้อมูล
  • ซอฟต์แวร์คำนวณความเค้นเฉือนสูงสุดและแปลงเส้นโค้งความเค้นเฉือน-การกระจัด
  • รวมกับผลการวิเคราะห์ PIV เพื่อให้ได้ความหนาของแถบเฉือน มุมการหมุนของอนุภาค ความเครียดเฉพาะจุด และข้อมูลระดับจุลทรรศน์อื่นๆ
  • สร้างรายงานการทดสอบ (รวมถึงเส้นโค้งทางกลและผลการวิเคราะห์ภาพ)

สำหรับแรงเฉือนแบบไซคลิกหรือแบบหลอกไดนามิก: ตั้งค่าแอมพลิจูดความเครียดเชิงบวก/ลบและจำนวนรอบ ซอฟต์แวร์จะควบคุมการกลับทิศทางโดยอัตโนมัติ
สำหรับส่วนต่อประสานแรงเฉือน: แทนที่ด้วยกล่องอินเตอร์เฟซและยึดวัสดุโครงสร้าง (เช่น แผ่นอะคริลิกโปร่งใส) ไว้ที่ด้านหนึ่งของกล่องเฉือน

สรุป:BTU-TDSA-10F เป็นเครื่องตัดเฉือนโดยตรงแบบโปร่งใสอัตโนมัติเต็มรูปแบบพร้อมกล่องเฉือนแบบโปร่งใสและระบบควบคุมเซอร์โว รองรับโหมดเฉือนหลายโหมด (มาตรฐาน, เร็ว, ไซคลิก, คืบ, เทียมไดนามิก, อินเทอร์เฟซ) ข้อได้เปรียบหลักของมันคือการแสดงภาพการเสียรูปภายใน ทำให้เหมาะสำหรับงานจุลธรณีกลศาสตร์ การศึกษาพฤติกรรมของอินเทอร์เฟซ การสาธิตการสอน และอื่นๆ การเลือกควรพิจารณาขนาดของชิ้นงานทดสอบ (100 มม. / 60 มม.) และจำเป็นต้องใช้แรงเฉือนส่วนต่อประสานหรือไม่ ผู้ใช้จะต้องซื้อระบบสังเกตการณ์ด้วยแสง (กล้อง แหล่งกำเนิดแสง ซอฟต์แวร์ PIV) แยกต่างหาก