Appareil automatique de consolidation des sols insaturés

Description de produit

Appareil de consolidation de sol insaturé entièrement automatique
Modèles BTU-1U / 1UM
Description

Cet équipement est un appareil de consolidation de sols insaturés entièrement automatique, modèles BTU-1U et BTU-1UM, utilisé pour les tests de consolidation unidimensionnels sur sols insaturés sous aspiration matricielle contrôlée. Il peut déterminer les caractéristiques de compression, le coefficient de consolidation, la pression de pré-consolidation et d'autres paramètres. La technique de translation d'axe est utilisée, appliquant une pression d'air interstitielle tout en maintenant la pression d'eau interstitielle (généralement nulle) pour contrôler l'aspiration. Principales caractéristiques :

Taille de l'échantillon : Ø61,8×H20 mm (autres tailles en option)
Contrainte axiale : 1U – chargement automatique de 0 à 800 kPa ; 1UM – 0‑3 200 kPa chargement automatique
Déplacement normal : 12,7 mm, résolution 0,01 mm
Cellules de pesée : 1U – 0‑2,4 kN (correspondant à 0‑800 kPa) ; 1UM – 0‑10 kN (0‑3 200 kPa), précision ±0,1 % FS
Pression de l'eau interstitielle : 0‑0,1 MPa, précision 0,1 kPa, résolution 0,1 kPa
Mesure du changement de volume : 0 à 100 mL, précision ±0,01 mL, résolution 0,001 mL
Pression de l'air interstitiel : 0‑0,9 MPa, précision ±0,1 % FS, résolution 1 kPa
Disque en céramique : entrée d'air élevée de 1,5 MPa (importé des États-Unis)
Méthode de contrôle : clavier à membrane 20 touches + LCD 240 × 128
Acquisition de données : comprend un enregistreur de données et un logiciel Windows
Module de rinçage : équipé d'un dispositif de rinçage automatique à air diffusé ; système de contrôle de température en option (5-40 ℃)

Normes de test (internationales)

ASTM D2435 (Consolidation unidimensionnelle des sols)
ASTM D4186 (Taux constant de consolidation par déformation – CRS)
ASTM D4546 (Consolidation chargement-déchargement-rechargement)
ASTM D6836 (Méthodes d'analyse des sols non saturés, y compris la translation d'axe)
ISO 17892‑5 (essai de consolidation)
BS 1377‑6 (Test de consolidation)

L'équipement peut répondre aux exigences de ces normes en matière de chargement, de mesure de déplacement, de contrôle de succion, etc., et est particulièrement adapté aux sols non saturés.

Spécification

Paramètre

BTU-1U

BTU-1UM

Nom de l'instrument

Appareil de consolidation des sols non saturés entièrement automatique

Appareil de consolidation des sols non saturés entièrement automatique (forte contrainte)

Taille du spécimen

Ø61,8 × H20 mm (autres tailles en option)

Contrainte axiale

Chargement automatique contrôlé par micro-ordinateur, 0 à 800 kPa, en continu

Chargement automatique contrôlé par micro-ordinateur, 0 à 3 200 kPa, en continu

Déplacement normal

12,7 mm, résolution 0,01 mm

Cellule de charge

0 à 2,4 kN, précision ±0,1 % FS

0 à 10 kN, précision ±0,1 % FS

Pression de l'eau interstitielle

0‑0,1 MPa, précision 0,1 kPa, résolution 0,1 kPa

Mesure du changement de volume

0 à 100 ml, précision ±0,01 ml, résolution 0,001 ml

Pression atmosphérique interstitielle

0‑0,9 MPa, précision ±0,1 % FS, résolution 1 kPa

Disque en céramique

Entrée d'air élevée de 1,5 MPa (importée des États-Unis)

Méthode de contrôle

Clavier à membrane 20 touches + LCD 240×128

Acquisition de données

Enregistreur de données + logiciel d'acquisition/traitement Windows

Module de rinçage

Dispositif de rinçage automatique à air diffusé

Facultatif

Système de contrôle de la température (5-40 ℃)

 

Détail

Traduction d'axe pour les sols insaturés – Applique la pression de l'air interstitiel (uₐ) tout en maintenant la pression de l'eau interstitielle à zéro (ou contrôlée), ce qui donne une succion matricielle s = uₐ – u_w. Le disque en céramique a une valeur d'entrée d'air de 1,5 MPa, permettant un contrôle de l'aspiration de 0 à 1 500 kPa.
Deux plages de stress–

1U : maximum. 800 kPa, adapté aux sols peu profonds non saturés ou aux essais à faible contrainte.
1UM : maximum. 3 200 kPa, adapté aux sols profonds non saturés ou aux conditions de contraintes élevées.

Mesure du volume de haute précision – Résolution du changement de volume 0,001 ml, surveillant avec précision les changements de volume de drainage/absorption.
Dispositif de rinçage automatique à air diffusé – Évacue périodiquement les bulles d'air qui s'accumulent sous le disque en céramique, évitant ainsi le blocage et assurant un contrôle stable de l'aspiration ; mesure également le volume d'air diffusé pour la correction du drainage.
Capteur de pression d'eau interstitielle – Plage 0,1 MPa, précision 0,1 kPa, adapté aux faibles pressions d'eau dans les sols non saturés.
Contrôle de température en option – système 5-40 ℃ pour étudier les effets de la température sur la consolidation des sols non saturés.
Fonctions logicielles – Tests de consolidation entièrement automatiques (chargement par échelons, CRS, CRL, fluage, etc.) ; affichage en temps réel des courbes de contrainte, de déplacement, de changement de volume et de pression interstitielle ; calcul automatique des paramètres de consolidation (Cv, av, Cc, Pc, etc.).

Application

Caractéristiques de consolidation des sols non saturés – Déterminez l'indice de compression, le coefficient de consolidation et la pression de pré-consolidation sous différentes succions.
Sols expansifs et pliables – Étudiez l’effet des changements de teneur en eau (succion) sur la compressibilité.
Couvertures de décharges – Évaluez la compression et le tassement à long terme des sols non saturés.
Dépôts de déchets nucléaires – Comportement de consolidation des matériaux tampons (par exemple, bentonite) sous aspiration.
Sols profonds insaturés – Le modèle 1UM peut simuler des contraintes normales jusqu'à 3,2 MPa, adaptées aux couches profondes du sol.
Couplage température-aspiration-consolidation– Avec un contrôle de température en option, étudiez les effets de la température sur la consolidation des sols non saturés.

Avantages

Conception insaturée spécialisée – La translation d'axe avec disque en céramique à entrée d'air élevée (1,5 MPa) offre un contrôle d'aspiration stable.
Deux plages de contraintes : options de 800 kPa et 3 200 kPa, couvrant les sols insaturés peu profonds à profonds.
Haute précision de mesure – Changement de volume 0,001 ml, pression interstitielle de l'eau 0,1 kPa, déplacement 0,01 mm – répondant aux exigences de la recherche.
Rinçage automatique de l'air diffusé – Assure la précision du contrôle de l'aspiration à long terme et réduit les interventions manuelles.
Logiciel entièrement automatique – Prend en charge le chargement par étapes, CRS, CRL, fluage, etc. ; calcul automatique des paramètres.
Contrôle de température en option – 5 à 40 ℃ pour les études sur les effets de la température.
Haute précision du capteur – Charge, pression de l’eau interstitielle et pression de l’air interstitiel, toutes ± 0,1 % FS.
Opération facile – LCD + clavier, couplé au logiciel Windows.

Que choisir

Sélectionnez le modèle en fonction des exigences de test :

Exigence

Modèle recommandé

Raison

Consolidation de routine des sols non saturés (contrainte normale ≤ 800 kPa)

BTU-1U

Coût inférieur, adapté à la plupart des analyses de sols non saturés peu profonds

Sols profonds insaturés ou conditions de contraintes élevées (contrainte normale > 800 kPa, jusqu'à 3 200 kPa)

BTU-1UM

Plage de contraintes élevées, cellule de charge 10 kN

Nécessite un contrôle d'aspiration élevé (> 500 kPa, jusqu'à 1,5 MPa)

Les deux modèles (disque céramique 1,5 MPa)

Suffisamment élevé

Nécessite un contrôle de l'aspiration à long terme (par exemple, fluage, équilibre de drainage)

Les deux (dispositif de rinçage automatique)

Assure la stabilité à long terme

Étudier les effets de la température

Quel que soit le modèle, avec contrôle de température en option (5 à 40 ℃)

Nécessite une commande supplémentaire

Uniquement consolidation des sols saturés (pas de besoin insaturé)

Optez pour un consolidomètre conventionnel (moins cher)

Les fonctionnalités non saturées ajoutent du coût

Budget limité et faible besoin d'aspiration (<500 kPa)

Considérez un modèle avec un disque en céramique de 500 kPa (par exemple, série BTU‑2U)

Coût inférieur

 

Flux de processus

Exemple : Test de consolidation CRS de sol insaturé (aspiration contrôlée, taux de déformation constant) à l'aide de BTU-1U ou 1UM

Préparation du disque en céramique

Trempez le disque en céramique de 1,5 MPa dans de l'eau désaérée et saturez sous vide (éliminez les bulles d'air).
Installez le disque en céramique dans la base de la cellule de consolidation en assurant une bonne étanchéité. Connectez les conduites de rinçage.

Préparation des échantillons

Couper un sol non perturbé et non saturé ou préparer une éprouvette remoulée à l'aide d'une bague coupante Ø61,8×20 mm.
Mesurez la teneur en eau et la densité initiales.

Installation d'échantillon

Placez l'échantillon sur le disque en céramique, puis installez la pierre poreuse et la plaque de chargement.
Positionner la cellule de consolidation dans le bâti de chargement et installer le capteur de déplacement.
Connectez la conduite de pression d’air interstitiel (au sommet de l’échantillon) et le capteur de pression d’eau interstitielle (sous le disque en céramique).
Connectez le système de mesure du changement de volume (à la conduite de drainage).

Appliquer une aspiration

Appliquer la pression d'air interstitielle cible (par exemple, 200 kPa) via le contrôleur de pression d'air interstitiel.
Conduite de drainage ouverte à l'atmosphère, donc aspiration matricielle s = uₐ = 200 kPa.
Démarrez le dispositif automatique de rinçage à air diffusé ; enregistrer le changement de volume jusqu’à ce que le drainage se stabilise (équilibre d’aspiration).

Test de consolidation CRS

Dans le logiciel, sélectionnez « Module de consolidation CRS ».
Réglez un taux de déformation constant (par exemple, 0,01 mm/min).
Définissez la contrainte axiale maximale (par exemple, 20 %) ou la force axiale maximale (selon la capacité du modèle).
Démarrez le test : le piston de chargement descend à une vitesse constante, appliquant une charge continue.
Le logiciel enregistre la force axiale, le déplacement axial, le changement de volume, la pression interstitielle et le temps en temps réel.
Trace la courbe contrainte-déformation et la courbe pression-déformation des pores.

Condition d'arrêt

S'arrête automatiquement lorsque la contrainte prédéfinie ou la charge maximale est atteinte.

Démontage et nettoyage

Décharger, relâcher la pression de l'air interstitiel, retirer l'échantillon, peser et sécher pour mesurer la teneur finale en eau.
Nettoyer la cellule de consolidation, le disque en céramique et les capteurs ; faites fonctionner le dispositif de rinçage pour nettoyer les conduites.

Informatique

Basé sur la théorie CRS, le logiciel calcule : le coefficient de consolidation (Cv), l'indice de compression (Cc), la pression de pré-consolidation (Pc) et le coefficient de perméabilité (k) (indirectement).
Trace la courbe e‑log p, la courbe Cv‑σ′, etc.
Génère un rapport de test.

Pour la consolidation par étapes : définissez une séquence de charge (par exemple, 25, 50, 100, 200, 400, 800 kPa) ; à chaque étape de chargement, enregistrer le déplacement et l'évolution du volume au fil du temps ; le logiciel calcule Cv, av, etc.
Pour la consolidation par fluage : appliquez une charge constante et enregistrez le déplacement et le changement de volume sur une longue période pour analyser le coefficient de consolidation secondaire Cα.

Résumé : Les BTU-1U/1UM sont des appareils de consolidation de sols non saturés entièrement automatiques utilisant la translation d'axe pour le contrôle de l'aspiration, équipés d'un disque en céramique à entrée d'air élevée de 1,5 MPa et d'un dispositif de rinçage automatique à air diffusé. Le modèle 1U a une contrainte axiale maximale de 800 kPa, tandis que le 1UM atteint 3 200 kPa. La résolution du changement de volume est de 0,001 ml et la précision de la pression interstitielle de l'eau est de 0,1 kPa. Ils prennent en charge le chargement par étapes, le CRS, le CRL, le fluage et le contrôle de température en option (5 à 40 ℃). Ils conviennent à l’étude des caractéristiques de compression, des paramètres de consolidation et des effets de la température des sols non saturés. La sélection doit être basée sur la contrainte normale maximale requise : les sols non saturés peu profonds choisissent 1U, les conditions profondes ou à contraintes élevées choisissent 1UM.