대형삼축, 암반삼축시험기

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대형삼축, 암반삼축시험기

ystcha 2012. 10. 19. 15:32

형삼축, 암반삼축시험기

High Pressure Triaxial Automated System (HPTAS) for Rocks

2012. 10

영신컨설턴트 02-529-8803 ystcha@naver.com

VIS (Virtual Infinite Stiffness) 하중에 따른 변형을 보정한 실제 무한 강성 시험장치

대형삼축 시험과 암반삼축 시험에서 시료의 연직변위는 삼축 셀 외부에서 측정되고 시료에 하중을 가할 때 측정된 변형은 시료와 장치(2개의 기둥의 인장, 상단 보의 휨 , 모터장치의 변형)의 변형의 합계이다. 장치의 작은 변형의 방지를 위해 기둥과 보의 단면을 크게 하면 시험장치가 무거워 진다. 장치의 변형은 하중에 대해 선형으로 미리 측정하여 작용하중에 변형을 보정하여 제어한다. VIS는 암반과 같은 단단한 시료의 시험 시 하중장치가 변형하는 것을 보정한 것으로 GDS사에서 개발했다. 시료 하단 판의 수직변위의 제어가 보정된 값으로 된다. GDSVIS는 컴퓨터로 교정한 데이터를 장치의 read only memory (ROM)에 저장되어 하중을 측정하여 시료 아래판의 변위를 보정 제어한다. 변형 측정 해상도 0.1 micrometre.

GDS VIS load frame은 전자기계식 (ball screw and gearbox) 으로 유압식에 비교하여 정확하다.

The HPTAS is a high load, high pressure load frame-based triaxial testing system for accurate testing of rock samples.

암반삼축시험기 3 개 구성

1) High stiffness, high capacity load frame

2) Pressure control for cell and back pressure 구속압 배압

3) Test cell (either a high pressure triaxial cell or a Hoek cell). 삼축셀

하중 압력 변위 측정

The GDS 8 channel serial pad for data acquisition. 16 bit device has 8 computer controlled gain ranges specifically designed to suit transducers used in a testing test i.e.

+/-10mV, +/-20mV, +/-30mV (load cells)

+/-100mV, +/-200mV (pressure transducers)

+/- 1V, +/- 5V, +/- 10V (displacement transducers)

GDSLAB software.

test menu (eg U-U, C-U, multi-stage, CRS, K0, stress path etc)

컴퓨터 제어 저장 cell pressure, back pressure, testing rate and so on)

test termination conditions 종료 조건 설정.

Technical specification

• Load Frame range : 100kN to 1000kN

• Cell and Back Pressure Range : 8MPa – 150Mpa

• Triaxial Cells pressure rating : 1.7MPa – 128MPa

• Available sample sizes : 38mm – 300mm

load frame 종류

electromechanical 전자기계식은 500kN까지 가능하여 유압장치가 필요 없고 1000kN이상은 hydraulically powered machine 유압식을 사용한다.

This four column frame with a 700mm outer cell diameter. 높은 height of the 500kN load frame은 Hydraulic column locks으로 무거운 셀을 upper cross beam에 연결하여 을 오리고 내릴 수 있고 고정 시킬 수 있다.

CELL AND BACK PRESSURE OPTIONS

The ADVDPC pressure / volume controllers for the cell and back pressure.

up to 150MPa (별도의 유압 장치가 필요 없다), serial, 200cc volumetric capacity.

축셀 선택

load frame이 필요한 passive cell.

passive triaxial cells without a balanced ram and those with.

access ports and access rings for internal transducers.

High pressure cells without a balanced ram.

삼축 셀의 Balanced Ram의 작용

balanced ram은 로드 프레임이 상하로 하중을 줄 때 셀 속 압력을 일정하게 위한 장치이다.

램이 셀 속으로 들어가면 체적이 감소하여 구속압력이 증가한다.

50mm diameter ram 직경 구속압 32MPa 일 때 약 63kN가 frame에 작용.

balanced ram은 구속압의 영향이 없게 한다.

Upgrade Options for HPTAS local strain measurement 수직 2개 수평변위 1개

Hall Effect transducers in water up to 1700kPa.

LVDT transducers in 2 versions:

• low pressure (up to 3500 kPa) version for use in water

• high pressure (up to 200 MPa) version for use in non-conducting oil


Hall Effect and LVDT local strain transducers

불포화토 장치

unsaturated pedestal with high air entry porous stone. known as matric suctions can be maintained. This separation is achieved by the use of high-air-entry porous discs (HAEPD).

HAEPD bonded into a standard triaxial pedestal

HAEPD bonded into a bender element triaxial pedestal

bender element testing

P and S wave bender element testing with the addition of the following items:

• bender element pedestal with bender element insert

• bender element top-cap with bender element insert

• high-speed data acquisition card

• signal conditioning unit which includes amplification of source and received signals (P and S-wave) with user controlled gain levels (via software).