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MS155 - Triaxial estático - Adensado drenado (CD) - Adensado não drenado (CU) - Não adensado não drenado (UU) - com ou sem saturação - Ensaio adensado anisotropicamente - com ou sem drenagem - Compressão simples - CRS - Adensamento com velocidade de deformação constante - UU, CU, CD, CAU, CAD, CK0 - Vista Direita

Descrição

Os solos, de forma geral, apresentam grande variação na sua constituição e nas suas características mecânicas. Além disso, um mesmo solo pode apresentar variações conforme sua história de tensões e o estado de tensões em que se encontra na natureza. Assim, conhecer o seu comportamento quanto à resistência ao cisalhamento é fundamental para que seja possível realizar estudos e projetos de engenharia nas áreas de taludes, fundações, contenções, entre outras. Os ensaios mais completos para essa finalidade são os de compressão triaxial ou também conhecidos como triaxiais estáticos.

Os ensaios são realizados através do emprego de uma câmara triaxial, onde os corpos de prova são submetidos a tensões confinantes e carregamentos axiais, visando simular apropriadamente as condições de campo. O equipamento permite a realização de ensaios em condições drenadas e não drenadas. A saturação dos corpos de prova pode ser realizada por processos de percolação (por gravidade ou emprego de vácuo), de emprego de contrapressão ou por uma combinação dos dois, com checagem do parâmetro de saturação B. Permite configurar os adensamentos isotrópicos e anisotrópicos conforme a necessidade do cliente.

É possível executar os seguintes tipos de ensaios triaxiais empregando-se o equipamento MS155 – Triaxial Estático e CRS:

  • Adensado isotropicamente/drenado (CD, CID ou S);
  • Adensado isotropicamente/não drenado (CU, CIU ou R);
  • Não adensado/não drenado (UU ou Q);
  • Adensamento com velocidade de deformação constante (CRS).

Outro recurso disponível é o adensamento anisotrópico, que é um tipo especial de adensamento onde as tensões verticais e horizontais são controladas de forma conjunta, respeitando determinadas relações entre p’ ou k, permitindo os ensaios CAU e CAD.

Além disso, é possível realizar ensaios de extensão axial, ao empregar a câmara com engaste rotulado com célula de carga submersível, gerando as seguintes variações de ensaio: E-UU, E-CU, E-CD, E-CAU, E-CAD.

Características

O equipamento MS155 – Triaxial Estático e CRS é constituído por uma bancada em aço que suporta o sistema de movimentação e aplicação de cargas controladas, bem como o sistema de controle e de comando automatizado. Sobre o sistema de aplicação de carga é inserida a câmara triaxial contendo o Corpo de Prova (CP) a ser ensaiado.

A sua bancada auxiliar, além de ampliar o ambiente de trabalho, comporta os Controles de Volume e Pressão (CVPs), válvulas de direcionamentos dos fluxos e reservatórios necessários para realização dos ensaios.

As medições de força são realizadas por uma célula de carga calibrada e os deslocamentos controlados e medidos através de um servo motor. Esse conjunto de componentes são de padrão industrial e de alta qualidade. Já as deformações axiais dos corpos de prova são medidas digitalmente através do servo motor contido no equipamento.

A câmara triaxial é composta de uma base e um fechamento construídos com uma liga de alumínio de alta resistência interligadas por um tubo de acrílico transparente, fixado através de hastes de aço inoxidável e manípulos que se destinam a proporcionar uma fácil montagem e desmontagem do conjunto sem auxílio de ferramentas adicionais.

Na sua base encontram-se cinco válvulas de esfera com engate rápido compatíveis com mangueiras flexíveis, destinadas a aplicação da tensão confinante, medida de poropressão e contrapressão com duas entradas e saídas independentes no topo e na base do corpo de prova. No topo da câmara é localizada uma válvula de esfera destinada ao enchimento e esgotamento da câmara triaxial.

A aplicação de carga no corpo de prova é transmitida através de um eixo de aço inoxidável, centralizado na parte superior da câmara com auxílio de um mancal de deslizamento de baixo atrito e vedações. A câmara é equipada com uma trava de eixo, utilizada para limitar o eixo durante a aplicação de pressões na câmara.

O equipamento permite a operação de até quatro câmaras triaxiais ao mesmo tempo compreendendo a fase de saturação por gravidade ou a vácuo e saturação por contrapressão com o cálculo do Parâmetro B, a partir desta etapa a execução é individualizada.

É capaz de acomodar corpos de prova de Ø50 x 100 mm, que é o padrão de fornecimento, podendo ser avaliadas outras dimensões como o de Ø35 x 70 mm ou Ø70 x 140 mm, sob consulta prévia.

A aplicação e controle das pressões necessárias para realizações dos ensaios são garantidas através de dois conjuntos de Controle de Volume e Pressão (CVP). Este sistema fornece um preciso controle das pressões durante o ensaio, capaz de fornecer uma pressão máxima de até 1000kPa (10 bar).

O sistema de controle e direcionamento do fluxo das pressões é realizado através de um painel manifold contendo válvulas de esfera interligadas conforme o esquema demostrado abaixo. Nele é possível controlar a direção do fluxo da pressão pelo sistema, bem como, bloquear a entrada ou saída de água durantes os testes.

O painel elétrico do equipamento segue as normas de segurança, sendo a alimentação elétrica realizada por um cabo multipolar com plug industrial e possuindo interruptor diferencial residual (IDR), disjuntores, contatores de segurança, relé de segurança, chave geral de energização com bloqueio, botão de emergência com trava e botão de reset do relé de segurança.

Na IHM é realizada a parametrização do equipamento (definidos o tipo de ensaio, configurações, correções, etc), o controle da operação (início e finalização do ensaio) e o monitoramento do ensaio (apresentação numérica e gráfica de variáveis durante o ensaio).

O equipamento possui um ponto para conexão de pendrive no qual os dados resultantes dos ensaios são armazenados em arquivo com formato compatível com planilhas Excel para posterior utilização em análises mais detalhadas em computadores pessoais.

Especificações Técnicas

O equipamento MS 155 – TRIAXIAL ESTÁTICO E CRS apresenta como características e especificações técnicas:

  • Dimensões do equipamento: 2000 mm x 750 mm x 2100 mm (LxPxH);
  • Peso total do equipamento: 400 kg (Prensa: 300 kg e Bancada: 100 kg);
  • Rodízios para movimentação;
  • Célula de carga: capacidade de 2500 Kgf;
  • Curso máximo: 100 mm;
  • Velocidade de avanço: 0,0005 mm/min até 100 mm/min;
  • Interface homem-máquina (IHM) touchscreen 7”;
  • Tensão: 220V – 50/60 Hz - Corrente: 5 A - Potência: 1,1 kW;
  • Ligação à rede elétrica por meio de cabo multipolar PP e tomada industrial;
  • Dispositivos de segurança (IDR, relé de segurança, chave de emergência, botão de reset, válvula de sobrepressão de ar);
  • Saída USB para gravação de dados em pendrive;
  • Duas unidades Controladoras de Volume e Pressão (CVP):
    • Pressão máxima: 1000 kPa (10 bar); resolução: 0,1 kPa; precisão: ±0,5% FE;
    • Volume: 200 cc; resolução: 0,001 cc; precisão: ±0,15% FE.
  • Manual de operação e procedimentos em português.

Acessórios (opcionais)

  • De uma até quatro Câmaras Triaxiais compatíveis com CPs Ø35 x 70 mm, Ø50 x 100 mm e Ø70 x 140 mm;
  • Câmara para Extensão Axial com célula de carga submersível, compatível com CPs de Ø35 x 70 mm, Ø50 x 100 mm e Ø70 x 140 mm;
  • Conjunto de montagem na câmara para CPs de Ø35 mm:
    • 1 Base e 1 cabeçote;
    • 2 Pedras porosas;
    • 1 Membrana de látex;
    • 4 Anéis o’rings;
  • Conjunto de montagem na câmara para CPs de Ø50 mm:
    • 1 Base e 1 cabeçote;
    • 2 Pedras porosas;
    • 1 Membrana de látex;
    • 4 Anéis o’rings;
  • Conjunto de montagem na câmara para CPs de Ø70 mm:
    • 1 Base e 1 cabeçote;
    • 2 Pedras porosas;
    • 1 Membrana de látex;
    • 4 Anéis o’rings;
  • Encamisador para CPs de Ø35 mm;
  • Encamisador para CPs de Ø50 mm;
  • Encamisador para CPs de Ø70 mm;
  • Molde bipartido de aço zincado para corpos de prova de Ø35 x 70 mm;
  • Molde bipartido de aço zincado para corpos de prova de Ø50 x 100 mm;
  • Molde bipartido de aço zincado para corpos de prova de Ø70 x 140 mm;
  • Torno de moldagem de CPs de Ø35 x 70 mm e Ø50 x 100 mm;

Aplicações

O equipamento MS155 – Triaxial Estático e CRS, permite a realização dos seguintes ensaios:

  • UU (Q) – ensaio triaxial não-adensado e não-drenado, conforme Norma ASTM D2850-2015;
  • CU ou CIU (R) – ensaio triaxial adensado isotropicamente e não-drenado conforme Normas ASTM D4767-2011 e ISO 17892.9-2018;
  • CD ou CID (S) - ensaio triaxial adensado isotropicamente e não-drenado conforme Normas ASTM D4767-2011 e ISO 17892.9-2018;
  • CRS - ensaio de adensamento com velocidade de deformação constante conforme Norma ASTM D4186-2012.

De forma opcional, o equipamento ainda pode permitir a realização dos seguintes ensaios:

  • CAU - ensaio triaxial adensado anisotropicamente e não-drenado conforme Norma ISO 17892.9-2018;
  • CAD - ensaio triaxial adensado anisotropicamente e drenado conforme Norma ISO 17892.9-2018;
  • CK0U - ensaio triaxial adensado com deformação lateral impedida e não drenado;
  • CK0D - ensaio triaxial adensado com deformação lateral impedida e drenado;
  • E-UU - ensaio triaxial de extensão axial não-adensado e não-drenado;
  • E-CU - ensaio triaxial de extensão axial adensado isotropicamente e não-drenado;
  • E-CD - ensaio triaxial de extensão axial adensado isotropicamente e drenado;
  • E-CAU - ensaio triaxial de extensão axial adensado anisotropicamente e não-drenado;
  • E-CAD - ensaio triaxial de extensão axial adensado anisotropicamente e drenado;
  • E-CK0U - ensaio triaxial de extensão axial adensado com deformação lateral impedida e não-drenado;
  • E-CK0D - ensaio triaxial de extensão axial adensado com deformação lateral impedida e drenado;
  • EL-UU - ensaio triaxial de extensão lateral não-adensado e não-drenado;
  • EL-CU - ensaio triaxial de extensão lateral adensado isotropicamente e não-drenado;
  • EL-CD - ensaio triaxial de extensão lateral adensado isotropicamente e drenado;
  • EL-CAU - ensaio triaxial de extensão lateral adensado anisotropicamente e não-drenado;
  • EL-CAD - ensaio triaxial de extensão lateral adensado anisotropicamente e drenado;
  • EL-CK0U - ensaio triaxial de extensão lateral adensado com deformação lateral impedida e não-drenado;
  • EL-CK0D - ensaio triaxial de extensão lateral adensado com deformação lateral impedida e drenado.

Complementos de apoio a operação:

  • Saturação por gravidade, por vácuo ou outro sistema de pressões;
  • Saturação por contrapressão com cálculo automático do Parâmetro B;
  • Adensamento Isotrópico pode ser aplicado de duas formas:
    • Incremental;
    • Contínuo;
  • Adensamento Anisotrópico pode ser realizado com as três combinações abaixo:
    • Isotrópico + p’ constante + k constante;
    • k constante;
    • Isotrópico + p’ constante.
  • Controle manual dos CVPs com funcionalidades de manutenção de pressão, medição de volume e avanço e recuo acelerado que permitem um enchimento do sistema de forma rápida;
  • Tela de correções acessível para alteração de valores;
  • Tela de ajustes para definições de aquisição de dados e critérios de finalização de ensaio.

Sob consulta é possível implementar outras normas ou outras condições específicas que se pretenda analisar como, por exemplo, os ensaios cíclicos.