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Descrição

Equipamento para ensaio triaxial estático e cíclico em solos

O Triaxial Estático Cíclico Owntec MS156 é um equipamento automatizado para a realização de ensaios triaxiais estáticos e cíclicos em solos. O sistema permite controlar carga axial, deslocamento, pressão confinante, contrapressão e variação de volume ao longo das diferentes etapas do ensaio.

Os ensaios triaxiais estáticos são utilizados para caracterizar a resistência ao cisalhamento e o comportamento tensão-deformação dos solos sob diferentes condições de drenagem e carregamento. Seus resultados apoiam estudos e projetos relacionados a fundações, estabilidade de taludes, contenções e outras aplicações geotécnicas.

Já o ensaio triaxial cíclico permite analisar a resposta de solos submetidos a carregamentos repetidos, como os associados ao tráfego, às ondas e às ações sísmicas. Durante o ensaio, podem ser monitorados o comportamento tensão-deformação, a evolução das poropressões, a degradação da rigidez, a dissipação de energia e o acúmulo de deformações permanentes ao longo dos ciclos.

Quais ensaios triaxiais podem ser realizados?

O Triaxial Estático Cíclico Owntec MS156 permite executar os principais tipos de ensaio triaxial em solos:

• Ensaio triaxial não adensado e não drenado — UU ou Q, conforme a ASTM D2850;
• Ensaio triaxial adensado isotropicamente e não drenado — CU, CIU ou R, conforme a ASTM D4767 e a ISO 17892-9;
• Ensaio triaxial adensado isotropicamente e drenado — CD, CID ou S, conforme a ASTM D7181 e a ISO 17892-9;
• Ensaio triaxial cíclico, conforme a ASTM D5311 e a ASTM D3999.

No ensaio UU, a drenagem do corpo de prova é impedida durante a aplicação da tensão confinante e durante o cisalhamento. Nos ensaios CU, a drenagem é permitida durante o adensamento e impedida durante o cisalhamento, com medição da poropressão. Nos ensaios CD, a drenagem permanece aberta durante o adensamento e o cisalhamento, permitindo medir e registrar as variações de volume.

Nos ensaios triaxiais cíclicos, o carregamento axial pode ser controlado em termos de tensão ou deformação, com frequência e número de ciclos previamente definidos. Essa configuração permite investigar a resposta do solo sob solicitações repetidas e acompanhar parâmetros relacionados à rigidez, ao amortecimento, à poropressão e às deformações permanentes.

Como funciona o Triaxial Estático Cíclico Owntec MS156?

O equipamento é constituído por uma bancada em aço que integra a prensa de aplicação de cargas, a câmara triaxial, o sistema automatizado de controle, os controladores de volume e pressão e os componentes responsáveis pelo direcionamento dos fluxos hidráulicos.

A força é medida por uma célula de carga calibrada com capacidade de 3.000 kgf. A aplicação da carga, o controle do deslocamento e a medição da deformação axial são realizados por servomotor, com curso máximo de 70 mm e faixa de velocidade de 0,0005 mm/min a 100 mm/min.

O sistema hidráulico utiliza dois controladores de volume e pressão, também chamados de CVPs. Cada unidade possui capacidade volumétrica de 240 cm³ e resolução de 1 kPa e 0,01 cm³. Os CVPs são responsáveis pela aplicação e pelo controle das pressões hidráulicas necessárias às etapas dos ensaios estáticos.

O direcionamento da água e das pressões ocorre por meio de um painel Manifold com válvulas interligadas. Esse conjunto permite isolar, liberar ou redirecionar o fluido entre os sistemas da célula triaxial, de acordo com a etapa do ensaio.

Saturação, Parâmetro B e adensamento do corpo de prova

O sistema permite realizar a saturação do corpo de prova por gravidade, vácuo ou contrapressão. Na saturação por contrapressão, o equipamento realiza o cálculo automático do Parâmetro B de Skempton, utilizado para verificar a eficiência da saturação da amostra.

O adensamento isotrópico pode ser aplicado de forma incremental ou contínua. Com a incorporação dos acessórios necessários, também podem ser realizados ensaios com adensamento anisotrópico, considerando relações definidas entre as tensões ou trajetórias baseadas em p’ e k.

O MS156 permite operar até quatro câmaras triaxiais estáticas simultaneamente durante as etapas de saturação por gravidade, vácuo ou contrapressão. Depois da saturação e do cálculo do Parâmetro B, a execução das demais etapas do ensaio é individualizada.

Pressão de trabalho e dimensões dos corpos de prova

O Triaxial Estático Cíclico Owntec está disponível em duas configurações de pressurização, definidas no momento da aquisição:

• Sistema com pressão máxima de 1,6 MPa, equivalente a 16 bar;
• Sistema com pressão máxima de 5 MPa, equivalente a 50 bar.

A câmara de 1,6 MPa é compatível com corpos de prova de 35 × 70 mm, 50 × 100 mm e 70 × 140 mm. A câmara de 5 MPa é compatível com corpos de prova de 35 × 70 mm e 50 × 100 mm. Outros tamanhos podem ser avaliados sob consulta.

A câmara triaxial possui base e fechamento em liga de alumínio de alta resistência, tubo transparente de acrílico e hastes em aço inoxidável. Sua montagem e desmontagem podem ser realizadas sem ferramentas adicionais, facilitando a preparação do corpo de prova e a rotina de manutenção.

Ensaios adicionais e configurações especiais

Com os acessórios e as configurações correspondentes, o equipamento pode ampliar sua aplicação para ensaios com adensamento anisotrópico, extensão axial e extensão lateral, combinados às diferentes condições de drenagem.

Também é possível avaliar implementações especiais sob consulta, como o ensaio de adensamento unidimensional CRS, conforme a ASTM D4186. A disponibilidade de cada ensaio depende dos acessórios e da configuração definidos para o equipamento.

Automação, operação e segurança

A configuração dos ensaios é realizada por uma IHM touchscreen de 7”, que permite selecionar os parâmetros de operação e acompanhar as diferentes etapas do procedimento. Os dados podem ser transferidos por conexão USB.

O painel elétrico incorpora interruptor diferencial residual, disjuntores, contatores de segurança, relé de segurança, chave geral com bloqueio, botão de emergência com trava e botão de reset do relé de segurança.

A integração entre prensa, câmara triaxial, CVPs, painel Manifold e interface de controle reduz intervenções manuais durante o ensaio e centraliza a operação do sistema. A estrutura foi desenvolvida para proporcionar operação intuitiva, manutenção simplificada e suporte técnico próximo durante a instalação, a configuração e a rotina de utilização do equipamento.