Cómo funciona• Una muestra de suelo cilíndrica, se restringe en la base y se excita dinámicamente en la parte superior por medio de un motor eléctrico, que genera fuerzas de torsión a través de ocho bobinas de transmisión que rodean cuatro imanes unidos a una placa de transmisión a frecuencias de hasta 300 Hz.
• El modo fundamental de vibración se determina a partir de la máxima amplitud de movimiento. Siguiendo la norma de ensayo ASTM D4015, la frecuencia de resonancia, la velocidad de la onda de corte y el módulo de la onda de corte se calculan utilizando la teoría de la elasticidad.
• La deformación cortante correspondiente, se evalúa a partir de la amplitud del movimiento. La amortiguación del material se puede determinar a partir del ancho de banda de la mitad de la potencia o de una curva de caída de vibración libre, que se genera al apagar la potencia de accionamiento.
• En la prueba de cizallamiento torsional, la muestra de suelo se deforma cíclicamente a una frecuencia baja (un máximo de 10 Hz), mientras se monitorea continuamente el par y la deformación.
• A partir de las curvas de torsión-deformación, se obtiene una relación entre el esfuerzo cortante promedio y la deformación cortante promedio, que a su vez proporciona el módulo de corte y la relación de amortiguamiento.
El sistema consta de los siguientes componentes:
CÉLULA TRIAXIAL: Célula de acero inoxidable con cilindro acrílico transparente con 170 mm int. dia. x 200 mm ext. dia., incluye canales para desagües inferiores y superiores; marco flotante interno para el montaje del motor eléctrico que aplica la carga torsional. Accesorios de prueba para probetas de 50 mm (o 38 mm disponibles bajo pedido) de diámetro.
• Kit de 2 barras de calibración + 1 pesa de calibración.
CAJA DE CONTROL PRINCIPAL, PC PORTÁTIL Y SOFTWARE: La unidad compacta conectada al PC portátil, contiene todo el control, la fuente de alimentación, así como los dispositivos eléctricos y neumáticos. Este sistema también contiene actuadores de aire (convertidores I / P) y equipos de amplificación.
• Pantalla táctil a color de alta resolución de 7” para monitorización de la presión de poros y células.
SENSORES: El kit de sensores contiene: transductor LVDT axial, aparato de cambio de volumen, tres transductores de presión, dos sensores de desplazamiento de corrientes de Foucault con posicionamiento de sensores de proximidad motorizados de alta precisión, acelerómetro MEMS de bajo ruido.
El sistema completo incluye un PC de alta calidad que se suministra con un software intuitivo basado en Windows, preinstalado, que le permite realizar pruebas tanto de columna resonante, como de cizallamiento torsional. Las etapas de la prueba son las siguientes:
SATURACIÓN: Se aplica un aumento en rampa de la célula y una contrapresión que hace que el aire se disuelva para una saturación completa de la muestra. Todas las lecturas de presión se muestran en tiempo real utilizando una pantalla intuitiva a color de alta resolución.
CONSOLIDACIÓN ISOTRÓPICA: La presión de confinamiento se aplica a través de la presión de la célula hasta que se consolida el suelo, es decir, cuando se disipa la presión de los poros y el cambio de volumen es insignificante. La muestra de suelo se restringe en la parte inferior y se excita dinámicamente en la parte superior.
FRECUENCIA RESONANTE: Las frecuencias de hasta 300 Hz se incrementan automáticamente en el modo de “estado estable” por pasos (RC discreto) o continuamente (RC chirp), o en el modo de “caída libre” solo por una frecuencia inicial. Dado que la frecuencia de la señal de entrada varía, la respuesta dinámica de la muestra da como resultado una amplitud de movimiento variable. El módulo de corte secante G está determinado por la frecuencia de resonancia.
La relación de amortiguación D se puede evaluar con dos métodos:
• En el dominio de la frecuencia, a partir de la respuesta de frecuencia completa de la muestra de suelo (ancho de banda de media potencia).
• En el dominio del tiempo, a partir de la curva de caída de vibración libre que se genera al apagar la potencia impulsora (método de disminución logarítmica).
CORTE TORSIONAL: La técnica utilizada es la rotación torsional de entrada mediante una corriente sinusoidal aplicada a las bobinas. Aplicación de par cíclico en cizalla torsional.
