암반삼축시험기(암반삼축시험, 대형삼축셀, 지반삼축시험)

 

암반삼축시험기

High Pressure Triaxial Automated System (HPTAS)

 

용도 : 암반삼축시험, 대형 삼축셀 지반 삼축시험

 

암반삼축시험기 3 개 구성 연직하중조절

 

1) High stiffness, high capacity load frame

2) Pressure control for cell and back pressure 구속압 배압조절

3) Test cell. 삼축셀

 

VIS (Virtual Infinite Stiffness) 하중에 따른 변형을 보정한 강성 보정 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 변형 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.

대형 지반 삼축셀과 기계식 VIS load frame 100kN, 250kN, 400kN, 500kN

 

 

 

500kN Virtual Infinite Stiffness loading system (GDSVIS)

 

 

 

 

유압식 2000kN Static Load frame

actuator : 유압팩을 사용하지 않고 200cc / 64MPa GDS advanced pressure controller.   최대수직이동거리 5mm, 1MN까지 1-2 kW소요되나 유압팩을 사용할 경우 30kW소요.

 

 

 

유압식 1000kN load frame

The GDS 1000kN load frame servo-hydraulic system a soil and rock testing laboratory. Hydraulic power 필요하고 상하 이동거리 최대높이 15m from the load frame. Two versions of the 1MN load frame • 4 Column Moveable Head • Fixed Heads

 

 

측정장치 GDS 8 channel serial pad for data acquisition.

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

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

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

 

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.

 

 

load frame의 방식과 하중

 

 

4개 기둥 load frame은 외경 700mm 셀까지 시험가능하고 500kN load frame은 Hydraulic column locks으로 무거운 셀을 upper cross beam에 연결하여 을 오리고 내릴 수 있고 고정 시킬 수 있다.

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

 

구속압과 배압조절

The ADVDPC pressure / volume controllers로 물이나 공기 오일로 최대압력 150MPa가할 수 있어 별도의 유압 장치가 필요 없다 200cc volumetric capacity.

 

 

 

 

 

압력조절장치 규격

 

 

 

삼축셀 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

 

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

 

 

 

Typical Set-up Combinations 1

 

Example: Ultra High pressure/load

1) 500kN Load Frame 2) 100MPa pressure controllers 3) 100MPa Triaxial cell

 

Aimed at : High pressure soil & rock testing. Stress capabilities: up to 440MPa on a 38mm sample

 

 

 

Data Logger Channels

1ch. Axial force

2ch. Axial displacement  

3ch. Pore pressure  

4ch. Optional on sample axial displacement 1

5ch. Optional on sample axial displacement 2

6ch. Optional on sample radial displacement 7. Spare

 

 

 

 

Typical Set-up Combinations 2

 

Ultra High pressure/load

1) 400kN Load Frame 2) 64MPa pressure controllers 3) 64MPa Triaxial cell

 

Aimed at: high pressure soil & rock testing.

Stress capabilities:- up to 398MPa on a 50mm sample

 

 

 

 

 

 

Typical Set-up Combinations 3

 

Ultra High pressure/load

1) 250kN Load Frame 2) 32MPa pressure controllers 3) 32MPa Triaxial cell

 

Aimed at: high pressure soil & rock testing.

Stress capabilities:- up to 205MPa on a 50mm sample