Peralatan Geser Langsung Tak Jenuh Tipe Tuas

Deskripsi Produk

Peralatan Geser Langsung Tak Jenuh Tipe Tuas

ModelBTU-DDS-1U

Keterangan

Peralatan tersebut adalah aperalatan geser langsung tak jenuh tipe tuas, modelBTU-DDS-1U, dirancang khusus untuk pengujian kekuatan geser tanah tak jenuh. Alat ini menggunakan sel tekanan tak jenuh khusus dan kotak geser, menerapkan tegangan normal melalui pemuatan tuas, dan mengontrol hisapan matrik menggunakan disk keramik dan sistem kontrol tekanan pori-pori. Fitur utama:

• Sel tekanan khusus: menerapkan tegangan normal bersih yang tidak terpengaruh oleh tekanan pori-udara; permukaan dirawat untuk ketahanan korosi dan kekuatan tinggi.
• Kotak geser khusus: Ø61,8 mm × T20 mm, dilengkapi dengan dudukan cakram keramik untuk memudahkan penggantian cakram keramik (5 Bar, diimpor dari AS) dan penghilangan udara yang nyaman dengan saturasi vakum.
• Kecepatan geser: 0,00001–6 mm/mnt, penyesuaian tanpa langkah, layar LCD.
• Gaya geser horizontal maksimum: 5 kN (opsional 10 kN).
• Tekanan normal: pemuatan tuas bertahap (bobot opsional, maksimum 1600 kPa).
• Perpindahan normal: rentang 12,7 mm, resolusi 0,01 mm.
• Pengukuran perubahan volume: kisaran 0–200 ml, resolusi 0,01 ml.
• Tekanan pori-udara: 0–0,6 MPa, dengan pengukur tekanan tingkat 0,25.
• Sistem akuisisi data disertakan.

Standar Tes (Internasional)

• ASTM D3080(Uji geser langsung)
• ASTM D5298(Pengukuran hisap)
• ASTM D6836(Metode pengujian tanah tak jenuh, termasuk teknik penerjemahan sumbu)
• ISO 17892‑10(Uji geser langsung)
• BS 1377‑7(Uji geser langsung)
• Kekuatan sisa tanah tak jenuh bisa merujuk padaASTM D7608dan serupa.

Peralatan ini mengontrol tegangan normal bersih dengan mengatur tekanan udara pori dan tegangan normal total, sehingga memenuhi persyaratan dasar teknik penerjemahan sumbu.

Spesifikasi

Detil

• Sel tekanan tak jenuh– Didesain khusus agar piston pemuatan normal menempel pada sel; tegangan normal yang diterapkan tidak dilawan oleh tekanan udara pori, sehingga tegangan normal bersih dapat dikontrol secara independen (σ_net = σ – u_a).
• Kotak geser dan piringan keramik– Dasar kotak geser memiliki penahan untuk cakram keramik, sehingga memungkinkan penggantian cakram dengan nilai masuk udara berbeda dengan cepat (standar 5 Bar, sesuai dengan nilai masuk udara 500 kPa), cocok untuk sebagian besar pengujian tanah tak jenuh. Disk keramik dapat dilepas dan dijenuhkan dengan vakum untuk memastikan terjemahan sumbu yang efektif.
• Sistem pemuatan tuas– Menerapkan gaya normal menggunakan beban dan tuas (rasio tuas tidak disebutkan, tetapi biasanya 12:1 atau 10:1). Sederhana, andal, tidak memerlukan daya atau kontrol servo. Tekanan normal maksimum hingga 1600 kPa, mampu mensimulasikan lapisan tanah yang relatif dalam.
• Kisaran kecepatan geser yang lebar– 0,00001–6 mm/mnt mencakup geser lambat (0,02–0,05 mm/mnt) hingga geser cepat (0,8–1,2 mm/mnt), dan juga dapat digunakan untuk uji mulur.
• Gaya geser horizontal– Standar 5 kN (sesuai dengan tegangan geser maksimum sekitar 1,67 MPa, tergantung pada luas spesimen). Opsional 10 kN untuk tanah berkekuatan tinggi.
• Pengukuran perpindahan dan volume– Perpindahan normal diukur dengan dial gauge (resolusi 0,01 mm). Perubahan volume diukur dengan buret atau sensor (0–200 ml, resolusi 0,01 ml) untuk mencatat perubahan volume air yang terkuras/diserap.
• Kontrol tekanan udara pori– Diterapkan melalui sumber udara eksternal dan pengukur tekanan (0–0,6 MPa, tingkat akurasi 0,25), dihubungkan ke lubang pori-pori di bagian atas kotak geser atau sel tekanan.
• Sistem akuisisi data– Dapat menghubungkan sensor (beban, perpindahan, volume, tekanan) untuk pencatatan data otomatis. Manual ini tidak merinci fungsi perangkat lunak – kemungkinan besar merupakan akuisisi dasar.

Aplikasi

• Analisis stabilitas lereng tak jenuh– Tentukan parameter kekuatan geser (c′, φ′, φᵇ) pada tegangan dan hisapan normal bersih yang berbeda.
• Tanah yang ekspansif dan mudah runtuh– Mempelajari pengaruh perubahan kadar air (perubahan hisapan) terhadap kekuatan.
• Penutup TPA– Evaluasi perilaku mekanik tanah tak jenuh.
• Subgrade dan pondasi– Dapatkan parameter kekuatan untuk tanah di atas zona kapiler.
• Pengajaran dan penelitian– Mekanika tanah tak jenuh di laboratorium universitas.

Keuntungan

• Desain tak jenuh khusus– Sel tekanan dan kotak geser dioptimalkan untuk terjemahan sumbu, memastikan kontrol independen terhadap tegangan normal bersih.
• Penggantian disk keramik yang nyaman– Desain dudukan memungkinkan pertukaran disk dengan nilai masuk udara yang berbeda dengan mudah; dapat dijenuhkan secara vakum untuk kontrol hisap yang andal.
• Pemuatan tuas– Tidak ada sistem servo yang rumit; biaya rendah, perawatan sederhana, dan dapat menerapkan tegangan normal tinggi (1600 kPa).
• Kisaran kecepatan geser yang lebar– Memenuhi berbagai standar pengujian (geser lambat, geser cepat).
• Kekuatan geser tinggi opsional– Hingga 10 kN untuk tanah berkekuatan tinggi atau berbutir kasar.
• Pengukuran volume resolusi tinggi– Resolusi 0,01 ml, cocok untuk memantau perubahan volume drainase/penyerapan pada tanah tak jenuh.
• Sistem akuisisi data– Mengurangi upaya pencatatan manual dan meningkatkan keandalan data.

Apa yang Harus Dipilih

Pilih peralatan atau aksesorinya berdasarkan persyaratan pengujian:

• Perlunya pengujian tak jenuh– Hanya untuk tanah jenuh saja, peralatan geser langsung konvensional lebih murah. Jika kontrol hisap diperlukan, model ini diperlukan.
• Persyaratan stres normal– Maksimum 1600 kPa. Jika diperlukan tegangan normal yang lebih tinggi (misalnya, untuk tanah dalam), pertimbangkan model lain (misalnya, DDS‑4UF dengan 3,2 MPa).
• Persyaratan gaya geser– Standar 5 kN cocok untuk sebagian besar tanah liat. Untuk tanah berpasir, tanah kasar, atau tanah berkekuatan tinggi, opsi 10 kN direkomendasikan.
• Nilai masuk udara disk keramik– Standar 5 Bar (500 kPa) cukup untuk sebagian besar tanah tak jenuh (hisapan ≤500 kPa). Untuk hisapan yang lebih tinggi (misalnya >1000 kPa), piringan keramik dengan entri yang lebih tinggi (misalnya, 15 Bar) dapat dipesan dari produsen.
• Tingkat otomatisasi– Peralatan ini menggunakan pemuatan tuas dan perubahan berat secara manual; itu tidak sepenuhnya otomatis. Untuk kontrol otomatis penuh (pemuatan servo, pemuatan multi‑stage terprogram), pilih model seperti DDS‑4UF.
• Akuisisi data– Sistem yang disertakan memenuhi kebutuhan logging dasar. Untuk pascapemrosesan tingkat lanjut (misalnya, plot kekuatan amplop otomatis, perhitungan c/φ), verifikasi kemampuan perangkat lunak atau tingkatkan.
• Anggaran– Peralatan geser langsung tak jenuh tipe tuas berbiaya lebih rendah dibandingkan unit dengan kontrol servo otomatis, sehingga menawarkan nilai bagus sebagai perangkat pengujian tak jenuh tingkat awal.

Aliran Proses

Contoh:Uji geser langsung tak jenuh (drain terkonsolidasi, mengendalikan tegangan normal bersih dan hisapan)

• Persiapan cakram keramik
  • Rendam disk keramik 5 Bar dalam air yang telah dihilangkan udaranya dan gunakan vakum hingga jenuh (hilangkan gelembung udara).
  • Pasang piringan keramik ke dalam dudukannya di dasar kotak geser, pastikan tersegel dengan baik.

• Persiapan spesimen
  • Potong tanah tak jenuh yang tidak terganggu atau siapkan spesimen cetakan ulang menggunakan cincin potong berukuran Ø61,8 mm × 20 mm.
  • Ukur kadar dan kepadatan air awal. Jika diperlukan pengisapan tertentu, lakukan pra-kesetimbangan menggunakan kesetimbangan uap.

• Pemasangan spesimen
  • Tempatkan spesimen pada piringan keramik, kemudian pasang batu berpori dan pelat pemuatan.
  • Pasang kotak geser atas dan tempatkan seluruh kotak geser ke dalam sel tekanan.
  • Hubungkan saluran tekanan udara pori (ke bagian atas kotak geser atau sel tekanan) dan saluran drainase/pengubah volume (ke rongga di bawah piringan keramik).

• Terapkan tegangan normal bersih
  • Terapkan tegangan normal total yang diinginkan σ menggunakan tuas dan beban.
  • Secara bersamaan berikan tekanan udara pori uₐ (misalnya, 50 kPa). Tegangan normal bersih σ_net = σ – uₐ.

• Lakukan pengisapan dan keseimbangan
  • Hisap matriks s = uₐ – u_w. Biasanya u_w = 0 (saluran drainase terbuka ke atmosfer), jadi s = uₐ.
  • Buka katup drainase dan catat perubahan volume (drainase/penyerapan) hingga stabil (kesetimbangan hisap).

• Konsolidasi
  • Pertahankan tegangan dan hisapan normal bersih yang konstan; catat deformasi vertikal sampai konsolidasi stabil.

• Tetapkan parameter geser
  • Pada panel kontrol, atur laju geser (misal, 0,02 mm/menit untuk geser lambat).
  • Tetapkan batas perpindahan geser (misalnya 6 mm).
  • Hubungkan sistem akuisisi data dan nolkan semua sensor.

• Mulailah mencukur
  • Nyalakan motor stepper untuk menggerakkan kotak geser secara horizontal.
  • Sistem akuisisi data mencatat gaya geser horizontal, perpindahan horizontal, perpindahan vertikal, perubahan volume, dan waktu secara real time.
  • Plot kurva tegangan-perpindahan geser.

• Kondisi berhenti
  • Ketika perpindahan geser yang telah ditetapkan tercapai atau tegangan geser turun secara signifikan setelah mencapai puncaknya, hentikan secara manual atau otomatis (jika sistem mendukung penghentian otomatis).

• Pembongkaran dan pembersihan
  • Bongkar beban dan lepaskan tekanan udara pori.
  • Keluarkan benda uji, bersihkan shear box dan ceramic disk.
  • Untuk pengujian pada tegangan atau hisapan normal bersih yang berbeda, ulangi langkah 1–9.

• Pengolahan data
  • Hitung tegangan geser puncak untuk setiap benda uji.
  • Untuk hisap konstan dan tegangan normal bersih yang bervariasi, plot selubung kekuatan Mohr‑Coulomb untuk mendapatkan parameter kekuatan tegangan efektif c′ dan φ′.
  • Untuk tegangan normal bersih yang konstan dan hisapan yang bervariasi, hitung φᵇ (sudut peningkatan kekuatan akibat hisapan).
  • Buat laporan pengujian.

Ringkasan:BTU-DDS-1U adalah peralatan geser langsung tak jenuh tipe tuas yang menggunakan teknik terjemahan sumbu untuk mengontrol hisapan. Ini memiliki fitur penggantian disk keramik yang nyaman, rentang kecepatan geser yang lebar, dan kapasitas tegangan normal yang tinggi (hingga 1600 kPa). Cocok untuk penelitian mekanika tanah tak jenuh dan penentuan parameter teknik, menawarkan kinerja biaya yang baik sebagai perangkat geser langsung tak jenuh tingkat pemula. Pemilihan harus mempertimbangkan rentang hisap yang diperlukan (nilai masuk udara cakram keramik), kebutuhan gaya geser yang tinggi, dan anggaran – gaya geser opsional 10 kN atau otomatisasi yang lebih canggih dapat ditambahkan sesuai kebutuhan.