Prove triassiali

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Prove triassiali

SISTEMI DI PROVA PER LA
MECCANICA DELLE TERRE
Nei diversi settori dell’ingegneria civile, ma particolarmente nell’ambito della
meccanica dei terreni e delle discipline a essa correlate, il progettista deve
basare il suo approccio alla realizzazione di un’opera soprattutto sull’analisi
sperimentale delle proprietà del terreno con il quale quest’ultima si trova a
interagire.
Soltanto estraendo, analizzando e sottoponendo a specifiche prove i campioFONDATA NEL 1941
ni che ritiene rappresentativi il progettista sarà in grado di prevedere il comportamento del terreno nei confronti dell’opera.
In questi ultimi anni sono stati dati significativi contributi alla sperimentazione, ad esempio, dall’affinamento delle tecniche di prova, dall’utilizzo delle più
avanzate procedure di automazione, dalla revisione di gran parte delle Norme
Internazionali e dalla pubblicazione di testi e manuali specifici.
La Wykeham Farrance è una delle società che da maggior tempo producono
apparecchi e sistemi di prova per il settore geotecnico distinguendosi per l’alto livello tecnologico e qualitativo.
La stretta collaborazione con primari Istituti Universitari Europei ha favorito la
concretizzazione di nuove idee e lo sviluppo di avanzate apparecchiature e
tecniche di prova.
La Wykeham Farrance è stata fondata nel 1941 da Geoff Wykeham e Geoff
Farrance e fa ora parte del gruppo Controls come Divisione di Meccanica delle
Terre. Questa sinergia che si esprime, fra l’altro, attraverso la rete distributiva
mondiale con relativo servizio assistenza clienti e con il supporto TecnicoScientifico dei nostri specialisti, è la migliore garanzia per una vantaggiosa
collaborazione.
Catalogo Generale
18ma Edizione
SOMMARIO
26
CONSOLIDAZIONE
- Edometri a fulcro fisso ...........................................................................................
- Sistema per la consolidazione continua .........................................................
- Sistema per la consolidazione idraulica ..........................................................
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PROVE DI TAGLIO DIRETTO/RESIDUO
28
Macchine per prove di taglio diretto/residuo ...............................................
Grande macchina di taglio per provini da 300 mm ...................................
Scissometro da laboratorio ...................................................................................
Macchina per prove di taglio anulare ..............................................................
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SISTEMI DI ACQUISIZIONE DATI PER LA MECCANICA DELLE TERRE
- Geodatalog (con Software DATACOMM) ........................................................
- Fogli di calcolo per prove geotecniche ............................................................
- Datalog ..........................................................................................................................
Sistema di acquisizione dati Geolab 2000 .................................................
Software Geolab 2000 ........................................................................................
- Trasduttori elettronici ..............................................................................................
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SISTEMI AUTOMATICI TRIASSIALI
- Sistema automatico triassiale AUTOTRIAX .....................................................
Unità di controllo RTC .........................................................................................
Sistema di pressione elettropneumatico Servoflow ...............................
Sistema di pressione servoidraulico Hydromatic .....................................
Sistema di acquisizione dati ATD ....................................................................
Moduli software .....................................................................................................
Configurazioni tipiche di sistemi triassiali automatici ..........................
Trasduttori per triassiali automatiche ..........................................................
30
12
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20
PROVE TRIASSIALI E DI PERMEABILITÀ
- Prove triassiali ............................................................................................................
Presse triassiali e accessori ................................................................................
Celle triassiali e accessori ..................................................................................
Trasduttori on sample per la misura diretta sul provino ......................
Bender elements ....................................................................................................
Sistemi di pressione e accessori ......................................................................
Sistemi di disaerazione acqua ..........................................................................
Misura delle variazioni di volume e compressori d’aria ........................
Misura della pressione interstiziale ................................................................
Consolidazione triassiale ....................................................................................
- Permeabilità
Celle per prove di permeabilità su campioni contaminati e non .....
Determinazione della permeabilità in celle triassiali .............................
- Prove su terreni non saturi ...................................................................................
29
8
10
11
62
62
64
64
65
67
PROVE DINAMICHE
- Prove triassiali cicliche e Stress Path ................................................................
- Prove di taglio semplice ciclico ...........................................................................
- Prove dinamiche su cilindro cavo (Hollow Cylinder)...................................
70
78
81
INDICI
- Alfabetico .....................................................................................................................
- Numerico ......................................................................................................................
82
84
Il Servizio Ricerca e Sviluppo:
Origine dei più avanzati sistemi di prova
Gli ingegneri geotecnici, nella progettazione di fondazioni e altre strutture
in terra, devono definire i metodi per conoscere le caratteristiche del terreno.
Da oltre 60 anni la Wykeham Farrance è all’avanguardia nello sviluppo di
nuove tecniche e apparecchiature di prova per soddisfare le esigenze dei
progettisti.
Alcuni complessi fenomeni erano difficili da riprodurre in laboratorio come
ad esempio attività sismica, vibrazioni, condizioni di non saturazione,
controllo di altre sollecitazioni ecc.
Sistema per prove Triassiali
cicliche e Stress Path
Per studiare gli effetti delle
sollecitazioni cicliche come
terremoti, onde oceaniche,
traffico ecc.
Sistema per prove dinamiche su cilindro cavo
(Hollow Cylinder)
Unico sistema per analizzare gli effetti della rotazione
degli assi principali all’interno di un provino di terreno.
4
Sistema per prove di taglio
semplice ciclico
Per simulare le condizioni di stato
tensionale di un terreno sottoposto
a sollecitazioni cicliche.
Questo era anche dovuto alla mancanza di sistemi adeguati o alla
complessità di quelli esistenti.
Il nostro continuo e costante impegno ha consentito la realizzazione di
moderni sistemi di prova con software specifici di facile utilizzo che
consentono ai progettisti di effettuare le più complesse determinazioni.
Sistema per prove Triassiali
Automatiche e Stress Path
Controllo idraulico delle pressioni
fino a 3500 kPa
Trasduttore per la
misura diretta
della pressione
dei pori
Trasduttore lineare
e radiale per la misura
della deformazione
sul provino
Elementi piezoceramici
(Bender Elements)
Cella triassiale con 6 ingressi
per i cavi dei trasduttori
5
La rete distributiva internazionale. Un sistema
di “Servizio” totale
Una fitta rete di filiali e distributori copre tutto il mercato internazionale.
Ovunque è garantita, fra l’altro, l’assistenza tecnica, il servizio di taratura e
un qualificato supporto tecnico-commerciale.
I Product Manager
Un team di esperti del settore è a disposizione dei clienti per
fornire un qualificato supporto tecnico-scientifico e per interpretare
i loro effettivi fabbisogni.
6
Soil Mechanics Division of CONTROLS GROUP
L’assistenza tecnica
E’ garantita da un gruppo di tecnici
che, oltre ad intervenire sulle diverse
macchine ed attrezzature, è in grado di
suggerire la migliore collocazione delle
stesse in laboratorio e di istruire il
personale.
L’istruzione in sito
Un team di professionisti è disponibile per
approfonditi corsi di istruzione.
Soil Mechanics Division of CONTROLS
7
Consolidazione dei terreni
26
Edometri a fulcro fisso
Introduzione
Scopo di questa prova è la determinazione della compressibilità di un terreno
- contenuto lateralmente e caricato
assialmente da un numero di successivi
incrementi di carichi verticali - dato di
particolare importanza per i progettisti
di fondazioni, di strade, ecc.
- Disegno robusto e
compatto
- Braccio a 3 rapporti di leva
- Martinetto a vite
EDOMETRI A FULCRO FISSO
q NORME
BS 1377:5 / ASTM D2435, D3877, D4546 /
AASHTO T216 / NF P94 090-1, P94 091 /
UNE 103-405, 103-601, 103-602 /
CEN-ISO/TS17892-5
Tre edometri 26-WF0302
completi di cella con
trasduttore elettronico lineare
30-WF6207(1) e banco di
appoggio 26-WF0312.
26-WF0302
Edometro a fulcro fisso
(1) Come alternativa ai normali
comparatori nel caso di
collegamenti a sistemi di
acquisizione ed elaborazione
dati.
Descrizione generale e caratteristiche
L’edometro è composto da una rigida struttura in lega di alluminio montata su speciali
cuscinetti autoallineanti e ha tre posizioni di
carico corrispondenti a un rapporto di 9:1,
10:1 e 11:1. La leva e l’albero portapesi sono
bilanciati da un contrappeso regolabile.
Carico massimo utilizzando il rapporto di
leva 11:1:
1848 kg corrispondenti a 90,61 kN/m2
(92,40 kgf/cm2) su provini da 20 cm2
(Ø 50,47 mm)
B Dimensioni: 500x200x750 mm (altezza
meno portapesi x larghezza x lunghezza)
A Peso approx.: 21 kg
CELLE EDOMETRICHE / MODELLI AD
ANELLO FISSO E PER PERMEABILITÀIXED
Nei modelli standard il provino è a contatto
con l’atmosfera ed è quindi consentita la sua
saturazione, mentre in quelli per prove di
permeabilità sia il provino sia l’acqua di saturazione sono isolati. Complete di raccordo
portatubo per il collegamento al serbatoio,
disco poroso inferiore, disco poroso superiore incorporato nel pistone di carico e anello
portaprovino inox a bordi taglienti.
N o t a
L’edometro è fornito senza comparatore,
cella e pesi, che devono essere ordinati
separatamente. Vedi accessori e celle di
consolidazione.
Accessori
26-WF0338/A Attrezzatura per prove
26-WF0320 – 26-WF0337
di permeabilità con buretta graduata da
50 ml. Completa di supporto, morsetti e
tubo di gomma per il collegamento alle
celle per permeabilità. Peso 4 kg
30-WF6401 Comparatore da
10 x 0,002 mm
26-WF0312 Banco di appoggio per
ricevere fino a tre apparecchi. Fornito con
viti di fissaggio
8
Attrezzature per prove di permeabilità
26-WF0338/A applicata all’edometro con cella
26-WF0320
Consolidazione dei terreni 26
Edometri a fulcro fisso (seguito)
CELLE EDOMETRICHE
Anello fisso
Codice
Codice
Permeabilità
Diametro
provino
Area
provino
Spessore
provino
Dimensioni
cella Ø
Peso
cella
26-WF0320
26-WF0321
26-WF0325
26-WF0326
26-WF0335
26-WF0322
26-WF0323
26-WF0327
26-WF0328
26-WF0337
50.47 mm
63.50 mm
71.40 mm
75 mm
112.80 mm
20 cm2
31.67 cm2
40 cm2
44.16 cm2
100 cm2
20 mm
20 mm
20 mm
20 mm
25 mm
139x74 mm
139x74 mm
139x74 mm
139x74 mm
200x74 mm
1.3 kg
1.3 kg
1.3 kg
1.3 kg
3.0 kg
Parti di ricambio per celle ad anello fisso e per permeabilità
Modello cella
Dimensioni
Disco poroso sup.
Disco poroso inf.
Anello bordo tagl.
Accessori
Disco di calibrazione
26-WF0320
26-WF0322
20 cm2
26-WF0320/4
26-WF0325/10
26-WF0320/3
26-WF0321
26-WF0323
31.67 cm2
26-WF0321/4
26-WF0326/10
26-WF0321/3
26-WF0325
26-WF0327
40 cm2
26-WF0325/4
26-WF0325/10
26-WF0325/3
26-WF0326
26-WF0328
44.16 cm2
26-WF0326/4
26-WF0326/10
26-WF0326/3
26-WF0335
26-WF0337
100 cm2
26-WF0335/4
26-WF0335/10
26-WF0335/3
26-WF0320/9
26-WF0321/9
26-WF0325/9
26-WF0326/9
26-WF0335/9
GUIDA APPLICATIVA DEI PESI
Cella tipo
26-WF0320 - 26-WF0322 26-WF0321 - 26-WF0323 26-WF0325 - 26-WF0327
Rapp. di leva(1)
1:10
1:11
Carico max.
32 kg/cm2
64 kg/cm2
20 t/ft2
40 t/ft2
Serie di pesi 26WF0230/C2 WF0230/C2
WF0230/C2 WF0230/C2
Serie add. pesi 278 x WF0275/A
8 x WF0275/A
Peso totale kg
64
128
64
128
1:10
16 kg/cm2
32 kg/cm2
WF0230/C2 WF0230/C2
8 x WF0275/A
64
128
26-WF0326 - 26-WF0328 26-WF0335 - 26WF0337
1:9
1:10
16 kg/cm2
32 kg/cm2
8 kg/cm2
16 kg/cm2
WF0230/D2 WF0230/D2 WF0230/D2 WF0230/D2
8 x WF0277/A
8 x WF0277/A
80
160
80
160
(1) Rapporto di leva dell’edometro
PESI ASOLATI
Codice
27-WF0270/A
27-WF0271/A
27-WF0272/A
27-WF0273/A
27-WF0274/A
27-WF0275/A
27-WF0276/A
27-WF0277/A
SERIE DI PESI
Peso
0.250 kg
0.500 kg
1 kg
2 kg
4 kg
8 kg
5 kg
10 kg
26-WF0230/C2
Composta da
26-WF0230/D2
Composta da
2x0.250 kg
1x0.500 kg
1x1 kg
1x2 kg
1x4 kg
7x8 kg
Totale 64 kg
2x0.250 kg
3x0.500 kg
1x1 kg
1x2 kg
3x5 kg
6x10 kg
Totale 80 kg
Pesi asolati
Accessori per acquisizione dati
30-WF6016 GEODATALOG, sistema di
acquisizione dati a 16 canali. 110-240 V,
50-60 Hz, 1 F (vedi descrizione a pag. 62)
30-WF6016/T1 Piattaforma di
elaborazione dati per prove di
consolidazione
30-WF6207 Trasduttore
potenziometrico lineare, corsa 10 mm
30-WF6042 Prolunga da 6 m per
trasduttori
trasduttori
GEODATALOG 30-WF6016
9
Consolidazione dei terreni
26
Prove automatiche di consolidazione continua
CONSOLIDAZIONE CONTINUA
q NORMA
ASTM D4186
26-WF0360
Cella per prove automatiche di
consolidazione continua CRS*
* CRS = Constant Rate of Strain
Vantaggi
- Monitoraggio continuo dei parametri
(carico assiale, pressione dei pori, compressione assiale) e rappresentazione dettagliata della curva di consolidazione
- Tempi ridotti per l'esecuzione della prova
(meno della metà del tempo necessario
all'esecuzione di una prova di consolidazione tradizionale a gradini di carico)
- Maggior accuratezza e valutazione più
affidabile della consolidazione e dei parametri di compressibilità
- Particolarmente adatta per terreni coesivi
saturi.
Caratteristiche
Dimensioni del provino: 25.4x63.5 mm
(hxdia.)
Pressione massima di esercizio: 1700 kPa
Carico max. sul pistone: 50 kN
Altezza massima: 410 mm circa
Larghezza massima: 240 mm circa
Alcuni diagrammi ottenuti con il programma di
elaborazione
Accessori
26-WF0360/1 Anello a bordi taglienti
e accessori per la preparazione del provino
acquisizione dati a 16 canali completo di
software DATACOMM per PC 110-240 V,
elaborazione dati per prove CRS
26-WF0360 with accessories
Descrizione generale
- Progettata per eseguire prove di consolidazione continua con una tradizionale macchina di
compressione normalmente utilizzata per le
prove triassiali
- Cella costituita da due camere separate in
modo da poter applicare due diverse pressioni
in maniera indipendente
- Pressione dei pori misurata alla base della cella
mediante un trasduttore di pressione
- Circuito di drenaggio per la consolidazione
collegato alla testa del provino
- La cella di consolidazione deve essere completata da altre attrezzature per l'elaborazione e
l'acquisizione dei dati. (Vedi configurazione del
sistema completo).
10
CONFIGURAZIONE DEL SISTEMA COMPLETO
Codice
26-WF0360
26-WF0360/1
28-WF0490
28-WF4330
28-WF4330/2
28-WF4320
28-WF4320/1
28-WF4005
30-WF4459
30-WF6301
30-WF6207
30-WF0375/T
28-WF4220
28-WF0491/2
28-WF4225
28-WF2001
28-WF2064
28-WF2015
28-WF4191
30-WF6016
30-WF6016/T6
30-WF6044
Descrizione
Cella per prove di consolidazione continua
Anello a bordi taglienti e accessori
Tubo di nylon da 6x4 mm
Pannello a due linee di pressione
Manometro digitale per 28-WF4330
Cella a membrana aria/acqua
Membrane di ricambio per 28-WF4320
Pressa triassiale da 50 kN
Blocchetto disaerante
Trasduttore di pressione da 0-20 bar
Trasduttore potenziometrico lineare, corsa 10 mm
Cella di carico a estensimetri da 50 kN
Serbatoio disaerante da 7 litri
Trappola per acqua
Pannello con valvole per serbatoio disaerante
Pompa per vuoto
Tubo di gomma
Compressore d’aria
Tubo di nylon da 6 x 8 mm
GEODATALOG
Piattaforma di elaborazione per CRS
Cavi di estensione, 12 m
Q.tà
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
3
Consolidazione dei terreni 26
Consolidazione idraulica
Introduzione
26-WF0345 con trasduttore
Con i consolidometri idraulici si superano con facilità le difficoltà normalmente associate all’utilizzo di edometri
idraulici e si ottengono maggiori informazioni sulle caratteristiche di consolidazione e compressibilità del provino.
La pressione interstiziale è misurata con
un trasduttore di pressione e il cedimento verticale con un trasduttore
lineare. La pressione di consolidazione
può, a richiesta, essere misurata
mediante un trasduttore di pressione o
un manometro.
Il coefficiente di consolidazione può
essere direttamente determinato da
prove a gradiente costante, senza la
necessità di utilizzare i tradizionali
metodi grafici. Poiché la consolidazione
avviene soltanto in condizioni monoassiali, è possibile misurare durante la
prova sia la pressione interstiziale sia la
contropressione. E’ possibile effettuare
inoltre accurate misure di permeabilità.
26-WF0345
-
Carico idraulico
Attrito minimo
Non c’è bisogno di pesi
Occupa poco spazio rispetto agli
edometri tradizionali
- Possibilità di acquisizione automatica
dei dati
- Possibilità di effettuare prove a gradini
di carico o a velocità di carico costante
- Utilizzabile anche su argille compattate
Pressione massima applicabile 3500 kPa
Comparatore
Dial gauge or o
trasduttore
transducer
Top drainagesuperiore
and
Drenaggio
pressure
eback
contropressione
Hydraulic or
Consolidazione
pneumatic
sample
idraulica
o pneumatica
consolidation
del provino
Hydrocon cella di consolidazione
idraulica per provini dia. 100 mm
Porous
disc
Disco
poroso
Descrizione
Sample
Provino
La cella è fornita completa di tre valvole, un
disco poroso di base e un discho poroso
superiore. E’ costruita in alluminio anodizzato e comprende tre piedi d’appoggio per una
migliore stabilità.
B Dimensioni d’ingombro (dxh):
260x450 mm
Porous
disc
Disco
poroso
CONFIGURAZIONE DEL SISTEMA COMPLETO
Codice
28-WF4330
Drenaggio,
Drainage,
pore water
pressure or
back
pressione
interstiziale
pressure
o contropressione
26-WF0345
30-WF6401
28-WF4400
28-WF6300
28-WF6310
28-WF4450
28-WF4330
28-WF4330/2
28-WF4320
28-WF4320/1
28-WF4191
28-WF2015
28-WF2016/2
28-WF4220
28-WF4225
28-WF2001
28-WF2064
28-WF0491/2
Descrizione
Q.tà
Hydrocon, consolidometro
Comparatore da 10 mm x 0,002 mm suddiv.
Doppia buretta per variazioni di volume
Trasduttore di pressione da 0-10 bar
Blocchetto disaerante per celle triassiali rinforzate e Tri-cell Plus
Visualizzatore digitale a tre canali
Pannello triassiale per due linee di pressione
Manometro digitale per 28-WF4330
Membrane di ricambio per 28-WF4320
Tubo di nylon da 6 x 8 mm
Compressore d’aria 10 bar, 50 litri
Filtro/trappola per acqua
Pannello con valvole per serbatoio disaerante
Pompa per vuoto
Tubo di gomma
Trappola per acqua
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
11
Prove di taglio diretto/residuo
27
Macchine per prove di taglio
MACCHINE PER PROVE DI TAGLIO
Introduzione
Scopo di questa prova è la determinazione della resistenza al taglio diretto di
provini consolidati, drenati o no. Sono
disponibili tre diversi modelli. Gli accessori sono comuni e intercambiabili.
Caratteristiche principali
- Motore passo-passo reversibile per taglio
diretto/residuo
- Velocità variabile da 0,00001 a 4,99999
mm/min
- Struttura compatta ed ergonomica
- Limitatori di corsa automatici
- Uscita seriale RS232 per controllo remoto
della velocità
La trasmissione orizzontale del carico avviene esattamente sul piano di taglio
senza momenti flettenti o giochi, aumentando la rigidezza del sistema.
MODELLO 27-WF2060
A controllo digitale con
visualizzazione della velocità.
MODELLO 27-WF2160
A controllo digitale della velocità e
acquisizione dati con sistema di
controllo AUTOMAX.
MODELLO 27-WF2180
A controllo digitale con sistema
pneumatico automatico a loop chiuso
per l’applicazione del carico verticale.
Scatole di taglio, trasduttori e comparatori
sono utilizzabili con tutti i modelli.
q NORME
ASTM D3080 / BS 1377:7 / AASHTO T236 /
NF P094 071-1/2 / CEN-ISO/TS7892-10
DIGISHEAR 27-WF2060 con accessori
Caratteristiche tecniche
27-WF2060
DIGISHEAR, macchina digitale per
prove di taglio diretto/residuo,
controllo digitale e visualizzazione
della velocità. 110-240 V, 50-60 Hz, 1 F
Questa nuova macchina è azionata da un
motore passo-passo ad alta risoluzione con
riduttore. Può ricevere provini standard quadrati fino a 100 mm e tondi fino al diametro
di 100 mm. Il carico verticale è applicato
direttamente al provino per mezzo di una
struttura portatesi amplificabile, con braccio
di leva bilanciato 10:1, ottenendo così con
50 kg di pesi (massimo ammesso) l’applicazione di carichi fino a 500 kgf o 5000 N.
12
Dettaglio del contenitore della scatola di taglio
costruito in speciale materiale tecno-polimero
N o t a
i m p o r t a n t e
La macchina è fornita senza anello dinamometrico, comparatori, pesi e scatole di
taglio che devono essere ordinati
separatamente. (Vedi accessori).
La macchina può essere allestita anche con
sensori elettronici per il collegamento a
sistemi di acquisizione dati.
Velocità di prova: regolabile da 0,00001 a
4,99999 mm/min
Forza di taglio massima: 5000 N
Massimo carico verticale: 500 N/5000 N
(utilizzando il braccio di leva 10:1)
Motore passo-passo: risoluzione 1/10000
Spostamento orizzontale massimo:
impostabile via firmware fino a 19 mm
Limiti di spostamento controllati da
finecorsa ottici
Visualizzatore LCD a 4 righe per 20
caratteri: di facile utilizzo con tastiera a
membrana
B Dimensioni d’ingombro:
953x387x1180 mm
Prove di taglio diretto/residuo 27
Macchine per prove di taglio (seguito)
seguito
ACCESSORI
Scatole di taglio (vedi tabella)
software DATACOMM per PC 110-240 V,
Utilizzabili con le seguenti macchine:
27-WF2060,
27-WF2160,
27-WF2180
Costruite in ottone e progettate per contenere l’acqua che circonda il provino. Sono
costituite dalla scatola con sede quadra o
tonda, da un adattatore, un pistone di carico, una piastrina di base, due griglie piene,
due griglie perforate e due piastre porose.
Codice
Dimensione
27-WF0215/B
27-WF0216/B
27-WF0218/B
27-WF0219/B
27-WF0222/B
60 mm sq.
100 mm sq.
60 mm Ø
63.5 mm Ø
100 mm Ø
27-WF0377/ST Cella di carico da 5 kN
27-WF1002/ST
Anello dinamometrico con adattatore
con adattatori
ANELLI DINAMOMETRICI E COMPARATORI
27-WF1002/ST Anello dinamometrico da
2000 N con adattatore
27-WF1003/ST Anello dinamometrico da
5000 N con adattatore
30-WF6401 Comparatore per misurare la
deformazione verticale da 10x0,002 mm
30-WF6402 Comparatore per misurare lo
spostamento orizzontale da 30x0,01 mm
completo di adattatore
potenziometrico, corsa 10 mm, per misurare
la deformazione verticale. Completo di
blocchetto di supporto
potenziometrico, corsa 25 mm, per misurare
gli spostamenti orizzontali. Completo di
blocchetto di supporto
trasduttori
trasduttori
elaborazione dati per prove di taglio
diretto/residuo
Tampone estrusore e
fustella a bordi taglienti
A Peso approx.: 2.5 – 4 kg
PESI ASOLATI E SERIE DI PESI(2) PER MACCHINE DI TAGLIO 27-WF2060 E
27-WF2160
Componenti delle scatole di taglio quadre
Codice
Peso(1)
27-WF0270/A
27-WF0271/A
27-WF0272/A
27-WF0273/A
27-WF0274/A
27-WF0275/A
27-WF0276/A
27-WF0277/A
0.250 kg
0.500 kg
1 kg
2 kg
4 kg
8 kg
5 kg
10 kg
27-WF0230/C3
composto da
27-WF0230/C4
composto da
q.ty 2
q.ty 2
q.ty 2
q.ty 2
q.ty 3
q.ty 1
q.ty 3
q.ty 2
q.ty 3
Tot. 37.5 kg
Tot. 34 kg
(1) A richiesta, i pesi possono essere forniti con certificati di verifica riferibili.
(2) Le serie di pesi 27-WF0230/C3 e 27-WF0230/C4 sono utilizzabili con tutte le scatole di
taglio per applicare i vari gradini di carico.
PARTI DI RICAMBIO PER SCATOLE DI TAGLIO
Descrizione
e codice
Pistone di carico
Piastra di carico
Piastra porosa
Griglia superiore**
Griglia inf. perforata**
Fustella a bordi tagl.*
Tampone estrusore*
27-WF0215/B
60x60 mm
27-WF0215/B2
27-WF0215/B3
27-WF0215/4
27-WF0215/B5
27-WF0215/B6
27-WF0215/B7
27-WF0215/8
27-WF0216/B
100x100 mm
27-WF0216/B2
27-WF0216/B3
27-WF0216/4
27-WF0216/B5
27-WF0216/B6
27-WF0216/B7
27-WF0216/8
27-WF0218/B
60 mm dia.
27-WF0218/B2
27-WF0218/B3
27-WF0218/4
27-WF0218/B5
27-WF0218/B6
27-WF0218/B7
27-WF0218/8
27-WF0219/B
63.5 mm dia.
27-WF0219/B2
27-WF0219/B3
27-WF0219/4
27-WF0219/B5
27-WF0219/B6
27-WF0219/B7
27-WF0219/8
27-WF0222/B
100 mm dia.
27-WF0222/B2
27-WF0222/B3
27-WF0222/4
27-WF0222/B5
27-WF0222/B6
27-WF0222/B7
27-WF0222/8
* Non sono forniti con la scatola di taglio. Devono essere ordinati separatamente
** Sono richiesti due pezzi per ogni scatola di taglio
13
27
27-WF2160
AUTOSHEAR, macchina digitale
automatica per prove di taglio
diretto/residuo. Controllo digitale
della velocità e acquisizione dati con
sistema di controllo AUTOMAX.
110-240 V, 50-60 Hz, 1 F
q NORME
ASTM D3080 / BS1377:7 / AASHTO T236 /
CEN-ISO/TS17892-10
- Sistema guidato da microprocessore
- Display grafico da 240x120 pixel
- Velocità di prova, spostamento e cicli
programmabili sulla tastiera
- Avanzamento rapido e posizionamento
iniziale automatico
- Regolazione infinitesimale della velocità
di prova da 0,00001 a 11,00000
mm/min
- Possibilità d’impostare velocità e
spostamenti differenziati (in avanti e
indietro) durante le prove di taglio
residuo
- Tre canali analogici: uno per la cella di
carico e due per i trasduttori di
spostamento orizzontale e verticale con
risoluzione di 130000 punti
- Disponibili diversi protocolli per scaricare
i dati tramite porta seriale RS 232
- Utilizzabile anche con anelli di carico e
comparatori per la registrazione manuale
dei dati
La struttura di base della macchina è identica a quella del modello Digishear 27WF2060, fatta eccezione per il sistema di
controllo e acquisizione dati a microprocessore AUTOMAX che gestisce le misure rilevate, il motore passo-passo e i sistemi di sicurezza, fornendo le seguenti prestazioni:
- Automazione della prova
- Controllo della velocità a loop chiuso
- Ampio display grafico monocromatico
240x128 pixel per la visualizzazione dei
dati in tempo reale
- Funzioni di calibrazione differenziate
(lineare e polinomiale)
- Selezione delle lingue
- Corsa e cicli programmabili tramite la
tastiera a membrana, costituita da 10 tasti
e 4 icone interattive
- Monitoraggio e visualizzazione continua
della forza orizzontale e dello spostamento
verticale e orizzontale
- Lo spostamento orizzontale massimo (19
mm) è controllato dai finecorsa meccanici
e ottici
- Possibilità d’impostare diverse leggi di
acquisizione (esponenziale, polinomiale,
ecc.)
- Capacità di memorizzare fino a 1000 righe
di dati per prova
- Memoria RAM batterizzata, dotata di orologio/calendario di sistema che conteggia
anche a strumento spento.
AUTOSHEAR 27-WF2160 con accessori
Il nuovo design della macchina di taglio crea
un accoppiamento diretto tra la scatola di
taglio e la cella di carico, in modo che la trasmissione della forza orizzontale avvenga
esattamente sul piano di taglio senza
momenti flettenti o giochi, aumentando la
rigidezza del sistema. Inoltre, la macchina
include ora il sistema di leva per l’applicazione del carico verticale (con rapporto 10:1) e
14
il sistema di bilanciamento del telaio previsto
dalla norma ASTM.
Il contenitore della scatola di taglio è realizzato in uno speciale materiale tecno-polimerico, resistente all’usura e ai liquidi contaminanti eventualmente presenti nel provino. E’
leggero e facile da pulire.
seguito
Accessori
11,00000 mm/min
Scatole di taglio
Vedi pag. 13
Forza di taglio massima: 5000 N
Massimo carico verticale: 500 N/5000 N
utilizzando il braccio di leva 10:1
Cicli: fino a 9 (avanti e indietro)
Dimensioni dei campioni: 60x60 mm,
100x100 mm; 50, 60, 63,5 e 100 mm dia.
Pesi asolati per carico verticale
Vedi pag. 13
Anelli dinamometrici e comparatori
(per misure meccaniche)
Vedi pag. 13
Componenti delle scatole di taglio quadre
953x387x1180 mm
Accessori per elaborazione dati
N o t a
i m p o r t a n t e
La macchina è fornita senza cella di carico,
trasduttori per cedimenti verticali e
spostamenti orizzontali, e scatole di taglio
che devono essere ordinati separatamente
(vedi accessori). La macchina può essere
allestita anche con anelli dinamometrici e
comparatori.
Principio di funzionamento
Il sistema di controllo a microprocessore
AUTOMAX permette alla macchina di lavorare come un sistema automatico indipendente: le misurazioni, quali forza e spostamento,
sono visualizzate direttamente sul display e
memorizzate secondo le leggi di acquisizione impostate preliminarmente all’inizio della
prova. L’utilizzo del PC è soltanto temporaneo per scaricare i dati di prova tramite la
porta seriale RS 232 una volta che la prova è
terminata oppure durante la prova stessa.
I dati possono essere elaborati utilizzando la
Piattaforma di elaborazione 30-WF6016/T2.
(Vedi accessori).
con adattatori
potenziometrico, corsa 10 mm, per
misurare la deformazione verticale.
Completo di blocchetto di supporto
potenziometrico, corsa 25 mm, per
misurare lo spostamento orizzontale.
Completo di blocchetto di supporto
Trasduttori lineari modelli 30-WF6207 e
30-WF6208
diretto/residuo
Dettaglio cella di carico da 5 kN 27-WF0377/ST
15
27
27-WF2180
SHEARMATIC, macchina automatica per
prove di taglio diretto/residuo con
sistema di carico verticale pneumatico
programmabile. 110-240 V, 50-60 Hz, 1 F
q NORME
ASTM D3080 / CEN-ISO/TS17892-10 /
BS 1377:7 / AASHTO T236
Questo nuovo modello, di tipo “stand alone” a
microprocessore, è comandato da un motore
passo-passo ad alta risoluzione con nuovo riduttore epicicloidale in linea. Questa soluzione, con
l’eliminazione della scatola ingranaggi, consente
una notevole riduzione dei giochi e della rumorosità complessiva della macchina. Il modello
SHEARMATIC incorpora inoltre un sistema pneumatico automatico a loop chiuso per l’applicazione programmata della pressione verticale
mediante un regolatore di pressione ad alta sensibilità comandato dall’elettronica. Ciò ha comportato il grande vantaggio di eliminare il classico sistema a leva per il caricamento manuale dei
pesi. La vaschetta di contenimento della scatola
di taglio è costruita in tecno-polimero di elevata
qualità e alta resistenza meccanica. Questo
materiale garantisce un’ottima resistenza all’usura, durezza elevata, assenza di reattività all’acqua
e alle sostanze inquinanti, acide o basiche, contenute nel terreno. Niente più incrostazioni dunque
sulla superficie interna della vaschetta e maggior
maneggevolezza grazie alla leggerezza del nuovo
materiale!
Elettronica
L’elettronica della macchina SHEARMATIC si basa
sul sistema a microprocessore AUTOMAX, che
legge e memorizza le misure dei trasduttori (carico orizzontale, pressione verticale e spostamenti),
controlla il motore e la valvola di pressione, le fasi
di prova e i limiti di sicurezza impostati mediante
sistemi a loop chiuso. Dispone di un pannello di
comando di policarbonato antigraffio, con tastiera a 10 tasti e ampio display monocromatico.
Trasduttori forniti con la macchina
La macchina è fornita completa di:
- Cella di carico da 5 kN bidirezionale (compressione e trazione), completa di cavo e connettore
a 6 pin, sensibilità nominale 2 mV/V, accuratezza ± 0,03%
- Trasduttore potenziometrico lineare da 10 mm
di corsa per la misura del cedimento verticale,
completo di cavo e connettore a 6 pin. Resistenza nominale 1 kΩ linearità ± 0,25%, ripetibilità
0,002 mm
- Trasduttore potenziometrico lineare da 25 mm
di corsa per la misura dello spostamento orizzontale, completo di cavo e connettore a 6 pin.
Resistenza nominale 1 kΩ, linearità ± 0,25%,
ripetibilità 0,002 mm
16
SHEARMATIC 27-WF2180 con accessori
- Impostazione e applicazione automatica dei
gradini di carico (fino a 50 passi di consolidazione)
- Gestione automatica della prova con possibilità di passare direttamente dalla consolidazione alla rottura (l’operatore deve soltanto rimuovere le viti di bloccaggio della
scatola di taglio)
- Non richiede l’uso d’ingombranti serie di
pesi
- Non richiede l’uso di leva con le relative
regolazioni (bilanciamento e messa in bolla)
- Il carico verticale è applicato correttamente senza attriti
- Collegamento rigido tra pistone, scatola di
taglio e cella di carico per la trasmissione
della forza orizzontale sul piano di taglio, in
luogo del classico “collo di cigno”
- Nuova vaschetta di contenimento in tecnopolimero ad elevata resistenza
- Semplice e immediata impostazione dei
parametri di prova mediante l’ampio display
digitale orientabile
- Nelle prove di taglio residuo, possibilità d’impostare ciascun ciclo indipendentemente per
quanto riguarda velocità di andata e ritorno
e scorrimento orizzontale
- Ciascun gradino di carico verticale può essere applicato:
- istantaneamente
- mediante rampa lineare definita da un
determinato intervallo di tempo
- Leggi di acquisizione diverse e indipendenti
per le fasi di consolidazione e di taglio
- Selezione tra diversi protocolli di trasferimento dati via seriale RS 232
Display: ampio display digitale monocromatico
(240x128 pixel)
Motore: digitale passo-passo ad alta risoluzione (1/10,000)
Velocità di prova: impostabile via software in
maniera infinitesima da 0,00001 a 11,00000
mm/min (mantenuto costante entro l’1%)
Forza orizzontale massima: 5 kN
Forza verticale massima: 8 kN (800 kPa su un
provino 100x100 mm)
Massimo numero di cicli: 10 (di andata e
ritorno)
Massima corsa: 19 mm
Altezza del provino: 20 mm
Pressione pneumatica max. di ingresso:
10 bar
Pressione pneumatica max. di lavoro: 8 bar
973x421x427mm (lxdxh)
Accessori
Scatole di taglio
Vedi pagina 13
28-WF2015 Compressore da
laboratorio da 50 litri, pressione massima
10 bar. 240 V, 50 Hz, 1 F
28-WF2015/Z Come sopra ma
110 V, 60 Hz, 1 F
Software per elaborazione dati
diretto/residuo
seguito
IMPOSTAZIONE DELLA MACCHINA
Avvio automatico o manuale della fase di taglio (al termine della consolidazione)
Termine della prova in automatico:
- Al raggiungimento di un valore di carico orizzontale o di
spostamento preimpostato
- Al raggiungimento del tempo di durata della fase di taglio
preimpostato
Finecorsa di sicurezza:
- Ottico per zero e fine corsa
- Meccanico per massimo spostamento orizzontale
Applicazione del carico verticale: Pistone pneumatico
controllato a loop chiuso dall’unità elettronica Automax e dotato
di un regolatore ad alta risoluzione e di un trasduttore di
pressione da 10 bar
Canali d’ingresso:
- Un canale analogico per cella di carico, risoluzione 130000
punti
- Due canali analogici per trasduttori potenziometrici di
spostamento, risoluzione 130000 punti per ogni canale
Tre modalità di calibrazione trasduttori:
- Lineare
- Polinomiale di 2° grado
- Lineare fino a 10 gradini
Memorizzazione dati:
- Fase di consolidazione: pressione verticale e spostamento
- Fase di taglio: forza orizzontale e spostamento; pressione
assiale e spostamento
Legge di acquisizione:
- Lineare, esponenziale, logaritmica rispetto al tempo
- A intervalli preimpostati di dati acquisiti (in funzione di eventi
preimpostati: spostamento o carico)
Alcuni esempi di schermate
Prima pagina del Menu principale
Selezione delle opzioni:
- Cancellazione prove e dati registrati
- Opzioni (lingua, orologio, formato
trasferimento dati)
- Modalità manuale per la
visualizzazione digitale dei trasduttori
al di fuori delle prove (p.e. per controlli
di taratura)
Capacità massima di memoria: 2000 righe di dati
Blocchi di memoria: archiviazione fino a 10 prove
Protocollo di comunicazione selezionabile dalla porta seriale:
- Formato ASCII per utilizzo con Windows Hyperterminal
- Controls per utilizzo con software di comunicazione
82-Q0800/TRM
- Formato Geolab per utilizzo con software d’importazione
30-T0601/IMP
Schema grafico
1
2
3
4
5
6
7 Trasduttore di spostam. verticale
Motore passo-passo
Gruppo di spinta orizzontale 8 Trasduttore di spostam. orizzontale
9 Scatola di taglio
Ingresso aria compressa
Valvola proporzionale per il 10 Cella di carico
controllo del carico verticale 11 Telaio
Gruppo di carico verticale
12 Consolle di controllo
Trasduttore di pressione
controllo del carico verticale
Impostazione dei passi di consolidazione
Ciascuna linea della tabella a fianco è
definita da:
- Pressione iniziale (set point) pari alla
pressione del passo precedente
- Pressione finale (target) che verrà
raggiunta automaticamente
- Durata del passo dalla pressione iniziale a
quella finale
Prova di taglio diretto:
Visualizzazione delle misure in tempo reale:
- Forza orizzontale
- Pressione verticale
(mantenuta costante)
- Spostamento orizzontale
- Spostamento verticale
Per esempio, nella tabella a fianco le righe 3
e 4 significano:
- Portare istantaneamente (tempo = 0) la
pressione del passo di consolidazione da
100 a 300 kPa
- Mantenere la pressione di 300 kPa per il
tempo di consolidazione (p.e. 500 min)
17
27
Grande macchina di taglio
GRANDE MACCHINA DI TAGLIO
Introduzione
Questa nuova macchina a controllo
digitale è particolarmente adatta a
prove su geo-sintetici, terreni e materiali analoghi con granulometria fino a
20 mm.
La dimensione massima dei provini è
300 mm che può essere opportunamente ridotta con appositi inserti.
(Vedi accessori).
27-WF2304
Grande macchina di taglio da 100 kN
completa di scatola di taglio quadrata
lato 300 mm. 110-240 V, 50-60 Hz, 1 F.
q NORME
BS 1377:7
27-WF2304
Caratteristiche
La macchina ha due sistemi di carico: uno
per consolidazione ed uno per il taglio.
Il provino è consolidato idraulicamente per
mezzo della Consolle SERCOMP 7 per la programmazione e applicazione automatica del
carico con retroazione a loop chiuso.
Il Sercomp 7 è interamente gestito dal software del sistema elettronico. L’interfaccia
operatore è costituita da un display grafico
ad alta risoluzione con 22 tasti.
Il grafico carico/tempo, il carico, il carico
specifico e la differenza fra il gradiente di
carico effettivo e quello programmato sono
contemporaneamente visualizzati durante la
prova.
Utilizzando un provino più grande è possibile ottenere una indicazione più rappresentativa della resistenza al taglio.
La grande scatola di taglio può anche essere
utilizzata per ottenere l’angolo di frizione fra
diversi materiali.
Fra i più particolari utilizzi ricordiamo la
costruzione di dighe in terra e altri terrapieni o argini.
L’importanza di questa apparecchiatura è
stata riconosciuta ed evidenziata dalla
norma BS 1377:7.
La macchina comprende una cella di carico
da 100 kN e due trasduttori lineari rispettivamente di 50 e 100 mm con blocchetto di
supporto.
Dimensione massima del provino:
quadrato lato 300 mm
Con inserti riducibile a 150 mm
Carico di taglio e consolidazione: 100 kN
Velocità di prova: regolabile da 0 a
9.99999 mm/min
Corsa massima: 60 mm
B Dimensioni di ingombro:
1500x760x1400 mm (lxpxh)
Principio di funzionamento
Il sistema di controllo a microprocessore
Automax consente alla macchina di essere
utilizzata nella configurazione “Stand Alone”
ovvero come attrezzatura autosufficiente: le
misure di prova (carico e spostamento) sono
direttamente visualizzate e memorizzate
secondo la procedura impostata. Il PC è solo
temporaneamente utilizzato per l’acquisizione dati attraverso l’uscita RS 232 al termine
della prova. I datai possono poi essere trattati con la Piattaforma di elaborazione 30WF6016/T2. (Vedi accessori).
- Ideale per prove su minerali scistosi –
Scorie industriali e loppe – Mattoni
rotti – Materiali di sterro
- Controllo digitale
- Velocità regolabile da 0 a 9.99999
mm/min
- Per provini quadri fino a 300 mm di lato
- Carico di taglio e consolidazione fino a
100 kN
- Utilizzabile per prove su Geosintetici
- Valvola proporzionale ad alte prestazioni
con controllo elettronico del carico
verticale
- Rappresentazione grafica e numerica dei
parametri di prova del percorso di
consolidazione incluso il grafico carico
assiale/tempo
- Programmabili fino a 100 gradini di
consolidazione
- Taratura via software del sistema
idraulico di consolidazione con funzione
lineare
Accessori
diretto e residuo
27-WF2304/1 Inserti di riduzione per
provini da 150 mm da inserire nella scatola
da 300 mm.
18
Prove di taglio 27
Scissometro da laboratorio
SCISSOMETRO DA LABORATORIO
q NORME
BS 1377:7 / ASTM 4648
27-WF1730
Scissometro da laboratorio
Realizzato in base alle indicazioni del “Transport and Road Research Laboratory” inglese.
Nella versione standard è fornito completo
di paletta da 12,7x12,7 mm, con serie di 4
molle calibrate. Sono disponibili anche altri
modelli di palette e un corredo per la motorizzazione dell’apparecchio.
(Vedi accessori).
A Peso approx: 11 kg
Ricambi e accessori
27-WF1731 Paletta standard di
ricambio da 12,7 x 12,7 mm
27-WF1732 Paletta da 25,4 x 25,4 mm
27-WF1735 Serie di 4 molle calibrate
di ricambio
27-WF1730/2 Corredo per la
motorizzazione dello scissometro,
comprendente motoriduttore, cinghia,
puleggia e viti di collegamento conforme
alla norma BS 1377:7 240 V, 50 Hz, 1 F.
Peso 3 kg circa.
- Disponibile sia in versione manuale, sia
motorizzata
- Leggero e portatile, ideale sia per prove
in sito, sia in laboratorio
- Non richiede particolari operazioni di
manutenzione
- Un metodo veloce e conveniente per
determinare la resistenza al taglio di
terreni soffici
- Facile da usare. Diverse centinaia
utilizzate in tutto il mondo
27-WF1730 con 27-WF1730/2
27-WF1730/3 Attacco motorizzato per
scissometro da laboratorio conforme alla
norma ASTM D4648 240 V, 50 Hz, 1F.
27-WF1730/4 Corredo di
motorizzazione come sopra ma per 110 V,
60 Hz, 1 F. Conforme alla norma
ASTM D4648
27-WF1736 Accessorio per sostenere
tubi campionatori da 38 oppure 100 mm
dia.
19
Prove di taglio
27
Taglio torsionale
Taglio anulare (principio operativo)
MACCHINA “TIPO BROMHEAD” PER
PROVE DI TAGLIO SU PROVINI ANULARI
Sezione
Anello fisso
superiore
Introduzione
La resistenza al taglio residuo di un
terreno è a volte definita anche come
resistenza al taglio finale. Rappresenta
la resistenza di un terreno sottoposto
a grandi spostamenti come, per esempio, avviene lungo un piano di rottura
di una frana oppure in una zona di
faglia.
Per la determinazione della resistenza
al taglio residuo viene utilizzato un
campione rimaneggiato. La procedura
di prova prevede la formazione di una
superficie di scivolamento.
In alcuni casi è importante conoscere
il valore di resistenza al taglio residua
di un terreno intatto, poiché questo,
quando considerato insieme al valore
di resistenza al taglio di picco dello
stesso terreno, indica la sua fragilità o
il suo comportamento a una rottura
progressiva. Terreni estremamente
facili devono essere utilizzati con
molta cautela sia nei lavori d’ingegneria civile come, per esempio, nelle trincee, sia in natura quando questo tipo
di terreni non può essere rimosso
come nei pendii naturali. Nel caso di
una frana, la scala dello spostamento
dipende dall’entità della fragilità del
terreno.
Anello rotante
inferiore
anulare
Pianta
Resistenza
Lo sforzo di taglio è misurato con anelli dinamometrici o trasduttori di carico
Azione continua di taglio con area costante
27-WF2202
TORSHEAR, macchina di taglio
digitale per provini anulari.
110-240 V, 50-60 Hz, 1 F
- Sistema guidato da microprocessore
- Regolazione infinitesimale della velocità
di prova da 0,001 a 180°/min
- Avanzamento rapido e corsa illimitata
- Provvista di porta seriale RS 232 per il
controllo in remoto da PC
- Anelli di carico e comparatore (accessori
da ordinare separatamente) sono
solitamente utilizzati per la misura della
Resistenza
Misura
q NORME
BS 1377:7 / ASTM D6467
20
La rotazione continua
fino a quando il
valore della resistenza
al taglio rimane
costante
Provino
forza orizzontale e dello spostamento
verticale, ma è possibile implementare il
sistema di misura applicando trasduttori di
carico e di spostamento e il sistema di
acquisizione dati
(da ordinare separatamente)
- Tastiera a membrana impermeabile
- Visualizzatore LCD a 4 righe e 20 caratteri
TORSHEAR 27-WF2202 con accessori
Prove di taglio 27
Taglio torsionale (seguito)
seguito
La macchina TORSHEAR per prove di taglio
su provini anulari è utilizzata per effettuare
prove di taglio residuo su provini rimaneggiati. Il principale vantaggio di questo metodo, rispetto alla prova di taglio diretto, consiste nel fatto che il carico verticale e la
superficie di taglio sono applicati sempre
sulla stessa area durante tutta la prova.
Ciò consente di ricreare in laboratorio le
condizioni in sito e di ottenere valori di resistenza al taglio residua estremamente accurati.
Al provino è applicato un carico verticale
(tramite la leva 10:1) e un movimento rotazionale con velocità costante. Le deformazioni durante la fase di consolidazione e di
taglio sono monitorate tramite un comparatore o un trasduttore lineare.
La torsione trasmessa al provino è misurata
da due anelli dinamometrici (o celle di carico). Trasduttore lineare e celle di carico sono
collegabili allo strumento GEODATALOG per
l’acquisizione ed elaborazione dei dati. (Vedi
accessori).
Tramite in display digitale, costituito da una
membrana impermeabile e da un visualizzatore LCD a 4 righe e 20 caratteri, è possibile
impostare all’inizio della prova la velocità di
rotazione in °/min oppure mm/min, utilizzando inoltre le funzioni di avvicinamento
rapido per posizionare il provino in modo
corretto. La prova può essere interrotta in
qualsiasi momento intervenendo sulla
tastiera oppure impostando un limite di
rotazione o di tempo.
Questa macchina è nota anche con il nome
di Bromhead, dal nome del Dr. E. Bromhead,
dell’Università di Kingstone, che la progettò
per ovviare agli svantaggi che si presentavano con le scatole di taglio convenzionali.
Comparatore, trasduttore lineare, anelli
dinamometrici, celle di carico e pesi non
sono inclusi e devono essere ordinati separatamente. (Vedi accessori).
180°/min (mm/min)
Forza di taglio massima: 500 kPa
Forza di carico verticale massima:
1000 kPa (tramite leva 10:1)
Dimensioni del provino: 40 cm2
(dia. interno 70 mm, dia. esterno 100 mm,
altezza 5 mm)
770x360x560 mm (lxdxh)
Misure elettroniche, acquisizione ed
elaborazione dati
potenziometrico, corsa 10 mm, completo
di blocchetto di supporto
27-WF2202/3 Coppia di celle a
estensimetri elettrici da 1 kN
trasduttori (ne servono 3)
software di base DATACOMM. 110-240 V,
anulare
Accessories
Misure meccaniche:
30-WF6401 Comparatore da
10x0.002 mm
27-WF2202/1 Coppia di anelli
dinamometrici da 1 kN
Pesi per carico verticale:
27-WF2202/2 Serie di pesi, tot. 50 kg
30-WF6207 Trasduttore potenziometrico, corsa
10 mm, completo di blocchetto di supporto
21
Prove triassiali
28
Informazioni generali
Tipi di prova triassiale
PROVE TRIASSIALI
q NORME
BS 1377:7, 8 / ASTM D2850, D4767 / CENISO/TS 17892-8, 9 / NF P94 070, P94 074
Introduzione
Nel progetto di fondazioni, rilevati,
scavi e altre strutture in terra, gli ingegneri geotecnici hanno messo a punto
svariati metodi di valutazioni per la
determinazione delle caratteristiche
fisiche e meccaniche dei terreni. Da
oltre 60 anni Wykeham Farrance, ora
incorporata nel Gruppo CONTROLS, si è
dimostrata all’avanguardia nello sviluppo di sistemi di prova realizzati allo
scopo di fornire le informazioni che i
progettisti richiedono.
Fin dallo sviluppo dei primi modelli di
macchine di taglio diretto, prodotte
negli anni ’50, Wykeham Farrance ha
sempre lavorato a stretto contatto con
il mondo accademico e universitario,
al fine di produrre sistemi di prova che
potessero sopravanzare il livello di
conoscenza della meccanica delle
terre.
L’indagine sperimentale utilizzata nella
determinazione delle correlazioni sforzi-deformazioni è solitamente realizzata attraverso l’esecuzione di prove triassiali, dove provini indisturbati di terreno
sono sottoposti a diversi livelli di stato
tensionale e diverse condizioni di drenaggio, per simulare in maniera il più
possibile realistica le diverse situazioni
che si vengono a creare in sito in seguito alla costruzione di edifici, alla realizzazione di opere di scavo, gallerie, ecc.
Wykeham Farrance – Soil Mechanics
Division produce una vasta e avanzata
gamma di sistemi per prove triassiali,
qui di seguito riassunti:
22
- Prove UU (non consolidate non
drenate). Misura in termini di tensioni totali (Total Stress).
(Sezione 28)
- Prove CU e CD (consolidate non/e
drenate). Misura in termini di tensioni efficaci (Effective Stress).
(Sezioni 28 e 29)
- Prove di Stress Path (riproduzione
delle sollecitazioni subite da quel
terreno nel tempo.
Sistemi Automatici Triassiali.
(Sezione 29)
- Prove di permeabilità.
(Sezione 28)
- Prove triassiali su terreni non
saturi. (Sezione 28)
Prove triassiali 28
Prove triassiali
TIPI DI PROVE TRIASSIALI
a =pietra porosa
b = membrana di gomma
c = cell fluid
Misura in termini di tensioni totali
Prove UU (non consolidate non drenate)
Con questo metodo di prova la resistenza al taglio è misurata in termini di tensioni totali. Il provino di terreno (assunto saturo) non viene consolidato e, mantenendo quindi
inalterata la struttura originale e il contenuto d’acqua, si ottiene un valore di resistenza che dipende solo dal livello delle tensioni geostatiche preesistenti in sito.
La prova viene solitamente eseguita su tre provini appartenenti allo stesso campione e
sottoposti a tre diversi livelli di pressione di confinamento. Nell’ipotesi che il terreno sia
completamente saturo, le tensioni efficaci a rottura sono indipendenti dalla pressione
in cella e quindi uguali per i tre provini.
L’inviluppo di Mohr, plottato in termini di tensioni totali, è orizzontale e la resistenza al
taglio è costante e pari a Cu (resistenza al taglio non drenata).
Pistone
Pressione in cella
Terreno
Misura in termini di tensioni efficaci
Prove CU (consolidate non drenate)
Pistone
Con questo metodo di prova la resistenza al taglio è misurata in termini di tensioni efficaci. Prima della fase di rottura, si sottopongono a consolidazione almeno tre provini
(variandone così la struttura e il contenuto d’acqua) con diversi livelli della pressione di
confinamento. Tenendo conto che la resistenza al taglio aumenta in funzione delle tensioni efficaci, è possibile applicare il modello di Mohr-Coulomb in termini di tensioni
efficaci:
Pressione in cella
Terreno
Drenaggio
chiuso
τ = c’ + σ’n tg ϕ’
dove: τ = resistenza al taglio
σ’n = tensione normale efficace
c’, ϕ’ = parametri dell’inviluppo di Mohr in termini di tensioni efficaci
Pressione
interstiziale
(trasduttore)
Nel corso della fase di rottura si misura la variazione della pressione interstiziale del provino, che non ha la possibilità di drenare. In questo modo si possono calcolare le tensioni efficaci come differenza tra tensioni totali e variazione delle pressioni interstiziali.
Pistone
Prove CD (consolidate drenate)
Pressione in cella
Il metodo di prova è simile alla prova “CU”, in quanto la resistenza al taglio dipende dal
livello delle tensioni applicate. Si sottopongono a consolidazione almeno tre provini con
diversi livelli della pressione di confinamento. La successiva fase di rottura viene condotta a drenaggio aperto e a velocità sufficientemente lenta in modo da non originare
variazioni di pressione interstiziale all’interno dei provini. In questo modo tensioni totali ed efficaci coincidono. Si tracciano quindi i cerchi di Mohr a rottura in termini di tensioni efficaci e dall’inviluppo di rottura si determinano i parametri c’ e ϕ’.
Terreno
Drenaggio
aperto
Pressione
interstiziale
(trasduttore)
Tipi di prove triassiali e apparecchiature di base
Il sommario che segue intende darvi delle indicazioni di massima sulle più importanti attrezzature in modo che possiate selezionare le stesse in base alle vostre
esigenze. A fianco delle attrezzature è anche indicata la pagina di questo catalogo con tutte le descrizioni, dettagli e accessori necessari a completamento.
Apparecchiature di base
Stress Path
Semi-automatica
Completamente automatica Completamente automatica
In automatico:
In automatico:
In automatico:
- saturazione
- saturazione
- saturazione
- consolidazione isotropa
- consolidazione isotropa
- consolidazione isotropa / k0
- Compressione manuale
- compressione
- compressione/estensione
(vedi sezione 28)
(vedi sezione 29)
(vedi sezione 29)
Bassa press.
Alta press.
Bassa press.
Alta press.
Bassa press.
Alta press.
Bassa press.
Alta press.
(1000 kPa)
(3000 kPa)
(1000 kPa)
(3000 kPa)
(1000 kPa)
(3000 kPa)
(1000 kPa)
(3000 kPa)
Manuale
28 – WF0401
(pag. 28)
Celle tiassiali standard (pag. 30-31)
28 – WF4005
(pag. 24-25)
Celle tiassiali standard (pag. 30-31)
28 – WF4005
(pag. 24-25)
Celle triassiali con
(pag. 32-33)
bande di rinforzo
28 – WF4005
(pag. 24-25)
Celle triassiali Tri-Cell Plus (pag. 34)
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
23
Prove triassiali
28
Prove triassiali: Presse triassiali
PRESSE TRIASSIALI
Sono disponibili due versioni:
da 50 e 100 kN con
superiori caratteristiche di robustezza e stabilità. Particolarmente indicate per Laboratori
centrali e Centri di Ricerca per l’utilizzo con
celle triassiali rinforzate per pressioni di lavoro
fino a 2000 o 3500 kPa.
modello standard da
50 kN per l’utilizzo con celle triassiali standard per pressioni di lavoro fino a 1700 kPa.
Le presse TRITECH possono essere dotate
anche di attuatore pneumatico e altri adeguati accessori per effettuare prove dinamiche. (Vedi pag. 65).
Le macchine triassiali TRITECH possono essere usate sia per l’utilizzo singolo, sia come
parte di un sistema computerizzato. L’interfaccia RS 232 di cui sono dotate consente di
utilizzarle anche per prove automatiche di
Stress Path. (Vedi pag. 48). Tramite la tastiera a membrana impermeabile frontale sono
attuati i comandi per lo spostamento rapido/lento nei due sensi e l’arresto del piatto.
La funzione di avvicinamento rapido velocizza la messa a punto della prova e un altro
tasto consente il ritorno rapido del piatto
nella posizione iniziale al termine della
prova. Due interruttori di finecorsa limitano
lo spostamento del piatto.
Rigido telaio a due colonne cromate, rivesti-
Presse triassiali
q NORME
BS 1377:8 / ASTM D2850, D4767 /
CEN-1SO/TS17892-8, 9 / NF P94 070,
P94 074
28-WF4005
TRITECH, pressa triassiale da 50 kN.
240-110 V, 50-60 Hz, 1 F
28-WF4010
TRITECH, pressa triassiale da 100 kN.
240-110 V, 50-60 Hz, 1 F.
- Interfaccia di controllo RS 232
- Controllo digitale
- Velocità di prova da 0,00001 a 9,99999
mm/min
- Funzione d’avvicinamento rapido
- Segnalazione acustica dei limiti di corsa
- Visualizzatore LCD a 4 righe x 20
caratteri
- Piatto d’acciaio inossidabile
- Il particolare design ha eliminato ogni
vibrazione per non influenzare l’esito
della prova
TRITECH 28-WF4005 con cella triassiale,
cella di carico, trasduttori di spostamento e
pressione
24
menti esterni verniciati o cromati. Il piatto
inferiore è d’acciaio inossidabile. Le presse
TRITECH sono compatte, versatili, facili da
usare e possono essere utilizzate per molti
tipi di prove: dalla semplice prova monoassiale alla più complessa prova di Stress Path.
Inoltre, possono essere integrate con un attuatore pneumatico e con altri adeguati accessori per effettuare prove statiche/dinamiche.
(Vedi pag. 65).
La macchina deve essere completata con gli
accessori per la misura del carico e degli spostamenti. (Vedi accessori).
Prove triassiali 28
Prove triassiali: Presse triassiali (seguito)
Presse triassiali (seguito)
Modelli
28-WF4005
da 50 kN
28-WF4010
da 100 kN
Dimensione max. provino
Velocità minima
Velocità massima
Carico massimo
Luce verticale minima
Luce verticale massima
Distanza fra le colonne
Diametro del piatto
Corsa massima del piatto
Dimensioni (HxLxP)
Potenza (W)
Peso (kg)
Ø 105 mm
0,00001 mm/min
9,99999 mm/min
50 kN
335 mm
1000 mm
364 mm
158 mm
100 mm
1460x503x380 mm
600
98
Ø 150 mm
0,00001 mm/min
9,99999 mm/min
100 kN
390 mm
1040 mm
550 mm
158 mm
100 mm
1700x703x503 mm
680
195
Il modello da 100 kN può essere fornito con banchetto di appoggio. (Vedi accessori)
TRITECH 28-WF4005 con cella triassiale
rinforzata, anello dinamometrico e comparatore
Vista interna della macchina. Lo stelo a guida
allungata garantisce una spinta lineare assiale
Dettaglio della riduzione a ingranaggi.
Il sistema è progettato per eliminare le
vibrazioni con una trasmissione scorrevolissima
TRITECH 28-WF4005 con cella triassiale
standard 28-WF0410/A e comparatore
25
Prove triassiali
28
Prove triassiali: Accessori per presse triassiali
CELLE DI CARICO ESTERNE
ACCESSORI PER PRESSE 28-WF4005
E 28-WF4010
Per misurare il carico assiale applicato al provino nella cella triassiale.
Caratteristiche generali
MISURA DEI CARICHI
Le macchine possono essere allestite con:
- Anelli dinamometrici (modelli da
30-WF6450 a 30-WF6452)
- Celle di carico esterne (modelli da
30-WF0370/T a 30-WF0376/T) per
l’utilizzo con Sistemi d’acquisizione ed
elaborazione dati
- Celle di carico a immersione montate
all’interno della cella triassiale (modelli da
30-WF6350 a 30-WF6356). Non essendo
influenzate da attriti fra stelo e collare,
garantiscono una superiore attendibilità
di misura. Per l’utilizzo con Sistemi
d’acquisizione ed elaborazione dati
Sensibilità nominale: 2mV/V
Precisione: migliore dello 0,1%
CELLE DI CARICO A IMMERSIONE
MONTATE ALL’INTERNO DELLA CELLA
Realizzate per il funzionamento all’interno
della cella triassiale. Hanno una bassa isteresi e un’ottima linearità, con un buon margine di sovraccarico.
Caratteristiche
Codice
Carico
max.
Filettatura
28-WF0370/T
2.5 kN
28-WF0373/T
10 kN
28-WF0375/T
50 kN
28-WF0376/T
100 kN
Femmina
M20x1.5
Femmina
M20x1.5
Femmina
M30x2.0
Femmina
M30x2.0
Capacità di sovraccarico: 200%
Alimentazione: 10 V DC
Non linearità: ± 0,05% del fondo scala
Isteresi: 0,05% del fondo scala
Lunghezza cavo: 2 m
Diametro: 75 mm
Altezza (stelo escluso): 50 mm
A Peso (stelo escluso): 850 g
Nota. Tutte le celle sono fornite
complete di connettore per il
collegamento alla traversa superiore
della pressa.
ANELLI DINAMOMETRICI
Collegabili direttamente all’adattatore fornito con la pressa triassiale. Utilizzando il connettore 28-WF1049, sono adattabili a tutti i
nostri modelli di celle triassiali.
28-WF6450 Anello dinamometrico
da 1 kN
da 2 kN
da 5 kN
da 10 kN
Cella di carico a estensimetri elettrici
28-WF6352 Cella di carico a immersione
completa di stelo per cella triassiale
CELLE DI CARICO A IMMERSIONE CON STELO E CORRISPONDENTE MODELLO DI
CELLA TRIASSIALE RINFORZATA
Anello dinamometrico con connettore
28-WF1049
26
Modello di
cella
a immersione
kN
Carico massimo
kgf
28-WF6350
28-WF6352
28-WF6354
28-WF6351
1.0
5.0
10.0
1.0
100
500
1000
100
28-WF6353
5.0
500
28-WF6355
10.0
1000
28-WF6356
25.0
2500
Modello di
cella triassiale
compatibile
Diametro dello stelo
28-WF4050
15.5
28-WF4070
28-WF4100
28-WF4150
28-WF4070/P
28-WF4100/P
28-WF4150/P
25.0
mm
Prove triassiali 28
Prove triassiali: Accessori per presse triassiali (seguito)
28-WF6310 Blocchetto disaerante per
trasduttori di pressione, da utilizzare con
celle triassiali rinforzate
Accessori (seguito)
MISURA DI DEFORMAZIONE ASSIALE
E’ effettuata con due diversi metodi:
- Con normali comparatori centesimali
(30-WF6402 e 30-WF6403)
- Con trasduttori potenziometrici lineari
(30-WF6208 e 30-WF6209) completi di
blocchetto di montaggio per l’utilizzo con
Sistemi di acquisizione ed elaborazione dati.
celle triassiali standard
28-WF1048/T
COMPARATORI CENTESIMALI
30-WF6402 Comparatore da 30x0,01 mm
30-WF6403 Comparatore da 50x0,01 mm
28-WF6221
28-WF6300 con 28-WF6310
Diametro 50 mm, rotazione in senso orario,
completi di orecchietta di montaggio posteriore.
A Peso approx.: 200 g
28-WF6300 con 28-WF4459
30-WF6209
30-WF6402
TRASDUTTORI POTENZIOMETRICI
LINEARI CON BLOCCHETTO DI
MONTAGGIO
Alimentazione 10 V DC, uscita da 0 a 10 V
DC, ripetibilità migliore di 0,002 mm, precisione migliore di 0,002 mm.
potenziometrico lineare da 25 mm
n o t a
Ogni trasduttore lineare deve essere
completato con staffe di collegamento
30-WF6220, 30-WF6221 o 30-WF1048/T
in funzione del modello di cella triassiale
in uso come specificato.
MISURA DELLE PRESSIONI
TRASDUTTORI PER LA MISURA DELLE
PRESSIONI INTERSTIZIALI
Alimentazione 10 V DC, uscita da 100 mV a
fondo scala, precisione migliore di 0,1 kPa.
Modello
Press. max.
28-WF6220 Staffa di collegamento a cella
28-WF6300
10 bar
rinforzata 28-WF4070 con stelo Ø 15,5 mm
28-WF6221 Staffa di collegamento a
celle rinforzate 28-WF4040 e 28-WF4100
con stelo Ø 25 mm
28-WF1048/T Staffa di collegamento a
celle standard 28-WF0410/A, 28-WF0411/A,
28-WF0416/A
28-WF6301
20 bar
28-WF6302
35 bar
Nota. Si collegano alla cella triassiale
tramite il blocchetto disaerante
28-WF6310 o 28-WF4459 in funzione del
modello di cella.
ACQUISIZIONE ED ELABORAZIONE DATI
acquisizione dati a 16 canali. 110-240 V,
50-60 Hz, 1F (vedi descrizione a pag. 62)
trasduttori
trasduttori
30-WF6016/T4 Foglio di calcolo di
MS Excel® per prove triassiali CU e CD in
conformità alla BS 1377:7
30-WF6016/T5 Foglio di calcolo di
MS Excel® per prove triassiali UU in
conformità alla BS 1377:7
27
Prove triassiali
28
Prove triassiali: Presse triassiali
- Controllate da microprocessore
- Azionamento con motore
passo-passo
- Variazione infinitesimale della
velocità da 0,00001 a 9,99999
mm/min
- Segnale acustico di finecorsa
- Funzione autodiagnosi
- Uscita RS 232 per
programmazione remota da PC
- Tastiera a membrana
impermeabile
- Display LCD, 4 righe, 20
caratteri
- Utilizzo semplificato dai
comandi a tastiera
Pressa triassiale
28-WF0401
Triax 50, pressa triassiale digitale da
50 kN. 110-240 V, 50-60 Hz, 1 F
Queste versatili macchine, controllate da
microprocessore e azionate da un motore
passo-passo, consentono all’operatore d’impostare qualunque velocità di prova della
gamma via tastiera.
Le macchine sono dotate di uscita RS 232
per programmazione remota da PC I limiti di
corsa del piatto sono automaticamente controllati da interruttori e segnalati acusticamente. Un’altra importante caratteristica è il
tasto pausa per interrompere temporaneamente la prova e per il suo ripristino.
Anello dinamometrico (o cella di carico),
comparatori (o trasduttori), ecc. devono
essere ordinati separatamente.
Accessori per pressa TRIAX 50 con
misure di tipo meccanico
Caratteristiche
Carico massimo: 50 kN
Dimensioni max. provino: Ø 100 mm
Velocità di prova: da 0,00001 a 9,99999
mm/min
Velocità avvicinamento rapido:
25 mm/min
Luce orizzontale: 380 mm
Luce verticale max.: 850 mm
Diametro del piatto: 160 mm
Corsa max. del piatto: 100 mm
Potenza motore: 250 W
1266x500x273 mm
ACCESSORI PER TRIAX 50. MISURAZIONI MECCANICHE
MISURA DEL CARICO CON ANELLI
DINAMOMETRICI
Gli anelli dinamometrici CONTROLS sono
forniti pronti per il collegamento all’adattatore montato sulle nostre presse triassiali e
possono essere accoppiati a tutte le nostre
celle semplicemente fissando il connettore
28-WF1049.
Diametro 50 mm, rotazione in senso orario.
Completi di orecchietta di montaggio posteriore.
30-WF6402 Comparatore centesimale
da 30x0,01 mm con orecchietta posteriore
30-WF6403 Comparatore centesimale
28-WF6450 Anello dinamometrico da 1 kN
28-WF1049 Connettore per anelli
dinamometrici
Anello dinamometrico con connettore
28-WF1049 e certificato di taratura
28
MISURA DELLE DEFORMAZIONI ASSIALI
CON COMPARATORI
da 50x0,01 mm con orecchietta posteriore
30-WF6402 collegato all’anello dinamometrico
Prove triassiali 28
Prove triassiali: Accessori per presse triassiali
Accessori (seguito)
MISURA DEI CARICHI CON CELLE A
ESTENSIMETRI ELETTRICI
Per misurare il carico assiale applicato al
provino nella cella triassiale.
ACCESSORI PER PRESSA TRIAX 50
CON MISURE DI TIPO ELETTRONICO
Modello
Press. max.
28-WF6300
28-WF6301
10 bar
20 bar
Nota. Si collegano alle celle triassiali
standard tramite il blocchetto disaerante
28-WF4459 in funzione del modello di cella.
MISURA DELLE DEFORMAZIONI ASSIALI
CON TRASDUTTORI POTENZIOMETRICI
LINEARI
celle triassiali standard
Alimentazione 10 V DC, uscita da 0 a 10 V
DC, ripetibilità migliore di 0,002 mm, precisione migliore di 0,002 mm.
28-WF0370/T
Sensibilità nominale: 2 mV/V
Codice
Carico Filettatura
max.
ACQUISIZIONE ED ELABORAZIONE DATI
ACCESSORIES FOR DATA PROCESSING
software di base DATACOMM 110-240 V,
50-60 Hz, 1F (vedi descrizione a pag 62)
trasduttori
trasduttori
30-WF6208
28-WF0370/T
28-WF0373/T
28-WF0375/T
28-WF0376/T
2.5 kN
10 kN
50 kN
100 kN
Femmina M20x1.5
Femmina M20x1.5
Femmina M30x2.0
Femmina M30x2.0
Nota. Tutte le celle sono fornite complete
di connettore per il collegamento alla
traversa superiore della pressa.
28-WF1048/T
30-WF6208 Trasduttore potenziometrico
elaborazione dati per prove triassiali
consolidate non drenate e drenate (CU, CD)
elaborazione dati per prove triassiali non
consolidate e non drenate (UU)
Alimentazione 10 V DC, uscita da 100 mV a
fondo scala, precisione migliore di 0,1 kPa.
lineare da 25 mm
lineare da 50 mm
lineare da 100 mm
28-WF1048/T Staffa di collegamento a
celle standard 28-WF0410/A, 28-WF0411/A,
28-WF0416/A
28-WF6300 con 28-WF4459
29
Prove triassiali
28
Celle triassiali e accessori
CELLE TRIASSIALI STANDARD PER
PROVINI FINO A 100 MM DI DIAMETRO
CELLE TRIASSIALI
Codice
28-WF0410/A 28-WF0411/A 28-WF0416/A
Dim. max. del provino (Ø x h mm)
Pressione max. di lavoro (kPa)
Carico max. sul pistone (kN)
Ingombro verticale max. (mm)
Diametro (mm)
Peso (kg)
50x100
1700
45
380
140
4
La cella è costituita essenzialmente da una
camera di policarbonato trasparente, accoppiata in testa all’insieme boccola-pistone e
collegata verso il basso alla base d’alluminio a
doppia flangia. Semplici tiranti permettono di
fissare la parte superiore della cella alla base,
in modo da rendere molto veloci e semplici le
operazioni di montaggio e smontaggio.
La base della cella contiene quattro ingressi
per drenaggio superiore o back pressure, pressione in cella, drenaggio inferiore o pressione
interstiziale. Due di questi sono dotati di
apposite valvole a variazione di volume nullo.
Plinti, testine superiori, dischi porosi, guaine
di gomma, anelli di tenuta non sono compresi. (Vedi accessori).
70x140
1700
45
440
174
7,3
100x200
1700
45
515
200
14,3
28-WF0416/A, 28-WF0411/A, 28-WF0410/A
28-WF0420/9
ACCESSORI PER CELLE TRIASSIALI
Adattatori per provini
Ogni cella necessita del corretto adattatore
in funzione della dimensione del provino. La
tabella indica i diversi tipi disponibili e la loro
adattabilità alle diverse celle. Tutti gli adat28-WF0410/A
tatori sono forati per il drenaggio e per la
misura della pressione interstiziale. Sono forniti con disco non forato per prove non drenate.
Diametro
provino mm
Codice
28-WF0411/A
Codice
28-WF0416/A
Codice
35
38
50
70
100
28-WF0410/A1
28-WF0410/A2
28-WF0410/A3
-
28-WF0411/A1
28-WF0411/A2
28-WF0411/A3
28-WF0411/A4
-
28-WF0416/A1
28-WF0416/A2
CAMPIONATORI
Composti da fustella a bordi taglienti, tampone estrusore di legno e cilindro di raccolta.
1
2
3
4
5
6
30
Adattatore
Testina superiore con drenaggio
Disco poroso
Guaina di gomma
Anelli di tenuta
Valvola a spostamento nullo
Codice
Dim.
(Øxh mm)
Fustelle di ricambio
Codice
Tamponi di ricambio
Codice
28-WF0420/9
28-WF0422/9
28-WF0425/9
28-WF0428/9
28-WF0432/9
35x70
38x76
50x100
70x140
100x200
28-WF0420/91
28-WF0422/91
28-WF0425/91
28-WF0428/91
28-WF0432/91
28-WF0420/92
28-WF0422/92
28-WF0425/92
28-WF0428/92
28-WF0432/92
Prove triassiali 28
Accessori per celle triassiali (seguito)
ACCESSORI PER CELLE TRIASSIALI (SEGUITO)
Descrizione
Ø 35 mm
28-WF0410/A1(1)
28-WF0411/A1
Per
Ø 38 mm
28-WF0410/A2(1)
28-WF0411/A2
Codice
Codice
Testina superiore
28-WF0420/A2
Testina sup. con drenaggio 28-WF0420/A3
Dischi porosi (2 pz.)
28-WF0420/A4
Guaina di gomma (10 pz.) 28-WF0420/A5
Anelli di tenuta (10 pz.)
28-WF0420/7
Tendiguaina
28-WF0420/8
Filtri carta per dren. (50 pz.) 28-WF0420/A9
Fustella sezionata
28-WF0420/A6
Utensile per “O” ring
28-WF0420/10
Buretta di drenaggio
28-WF0420/11
Valvola a spost. nullo(3)
28-WF0420/12
Forma apribile
28-WF0420/13
Ricambi
Tubicino e raccordo per
testina di drenaggio sup.
Plinto di base
28-WF0420/20
provini
Ø 50 mm
28-WF0410/A3(1)
28-WF0411/A3
Ø 70 mm
28-WF0411/A4(1)
28-WF0416/A1
Ø 100 mm
28-WF0416/A2
-
Codice
Codice
Codice
28-WF0422/A2
28-WF0422/A3
28-WF0422/A4
28-WF0422/A5
28-WF0422/7
28-WF0422/8
28-WF0422/A9
28-WF0422/A6
28-WF0422/10
28-WF0420/11
28-WF0420/12
28-WF0422/13
28-WF0425/A2
28-WF0425/A3
28-WF0425/A4
28-WF0425/A5
28-WF0425/7
28-WF0425/8
28-WF0425/A9
28-WF0425/A6
28-WF0425/10
28-WF0420/11
28-WF0420/12
28-WF0425/13
28-WF0428/A2
28-WF0428/A3
28-WF0428/A4
28-WF0428/A5
28-WF0428/7
28-WF0428/8
28-WF0428/A9
28-WF0428/A6
28-WF0428/10
28-WF0420/11
28-WF0420/12
-
28-WF0432/A2
28-WF0432/A3
28-WF0432/A4
28-WF0432/A5
28-WF0432/7
28-WF0432/8
28-WF0432/A9
28-WF0432/A6
28-WF0432/10
28-WF0432/11(2)
28-WF0420/12
-
28-WF0420/20
28-WF0420/20
28-WF0428/20
28-WF0432/20
(1) Secondo il tipo di cella (2) Modello da 50 ml (3) ) Completa di attacco rapido per tubo di plastica Ø 6 mm
Altri accessori
28-WF4005/39 Piatto adattatore per
utilizzare celle triassiali standard con
presse Tritech 50 e 100
86-D0822 Olio di vaselina. Bottiglia da 1 kg
86-D0845 Grasso idrorepellente. Barattolo
da 1 kg
28-WF0420/15 Ingrassatore per celle
chi per la cella. La capacità è di 10 ml per provini fino a 70
mm di diametro e di 50 ml per quelli da 100 mm.
10 Utensile per montaggio “O” ring. Per consentire una
facile applicazione dell’anello alla membrana senza disturbare il provino quando è collegato il drenaggio.
11 Valvola a spostamento nullo. Da applicare alla cella
in aggiunta alle due esistenti per la misurazione delle pressioni interstiziali o per l’utilizzo della buretta.
12 Forma apribile. Per intestare le estremità del provino.
13 Testina superiore piena. Utilizzata per applicare uniformemente il carico verticale su tutta la superficie superiore del provino.
7 Filtri di carta per drenaggio. Utilizzati per il drenaggio laterale quando il provino ha una bassa permeabilità.
Particolarmente indicati nella saturazione di argille prima
della consolidazione e taglio. Pacco da 50.
8 Fustella selezionata per provini sabbiosi. Attrezzatura
appositamente studiata per la formatura di provini sabbiosi
che non potrebbero essere montati altrimenti nella cella
triassiale.
9 Buretta di drenaggio. Per preparare provini non coesivi applicando una pressione negativa per suzione alla base
del provino e per misurare il drenaggio dentro e fuori il
provino stesso in assenza di pressione. E’ fornita con attac-
triassiali
28-WF0490/1 Utensile per svasare
12
28-WF0490 Tubo di nylon dia. 6x4
8
10
mm, matassa da 20 m
6
Legenda
1 Plinto di base. Per adattare la cella triassiale alle dimensioni di un determinato provino. E’ realizzato in alluminio
anodizzato. Fornito completo di disco pieno di appoggio.
2 Testina superiore con drenaggio. Utilizzata per applicare
in modo uniforme il carico sull’intera sezione del provino. Realizzata in lega leggera, con incorporato il tubetto di nylon e un
connettore per il collegamento al drenaggio di base.
3 Dischi porosi. Utilizzati per agire da filtro in modo che il
passaggio d’acqua verso l’interno o l’esterno del provino sia
distribuito sull’intera sezione. E’ richiesta una coppia di
dischi per ogni cella.
4 Guaina di gomma. Per la protezione impermeabile intorno al provino. Di puro lattice, è fornita in confezione da 10
pezzi.
5 Anelli di tenuta. Utilizzati per sigillare la membrana contro il plinto di base e la testina superiore alle estremità del
provino. Forniti in confezioni da 10 pezzi.
6 Tendiguaina. Utilizzati per mantenere tese le membrane
e sistemarle facilmente intorno al provino senza disturbarlo.
1
13
3
2
9
7
5
4
11
31
Prove triassiali
28
Celle triassiali e accessori (seguito)
CELLE TRIASSIALI RINFORZATE PER
PROVINI FINO A 150 MM DI DIAMETRO
Per l’utilizzo con presse TRITECH modelli
28-WF4005 e 28-WF4010.
- Costruzione in lega leggera con tiranti e
stelo inox
- Boccola di blocco stelo incorporata
- Complete d’incudine di riscontro regolabile per comparatori e trasduttori
- Complete di 5 valvole a spostamento nullo
- Per provini da 38 a 150 mm di diametro
- L’altezza della camera consente l’utilizzo di
celle di carico a immersione
- Di facile e rapido assemblaggio
- Possono ricevere provini con altezza fino a
due volte il diametro.
N o t a
i m p o r t a n t e
Le celle triassiali Tri-Cell Plus, con uscite per
trasduttori, sono illustrate a pag. 34
CELLE TRIASSIALI
Codice
28-WF4050 28-WF4070 28-WF4100 28-WF4150
Diametro nominale (mm)
Per provini Ø (mm)
Pressione max. di lavoro (kPa)
Altezza massima (mm)
Diametro (mm)*
Peso (kg)
38
38-50
2000
410
350
7
70
38-70
3400
500
400
15
100
50-100
2000
564
440
21
* Valvole incluse
Serie di adattatori
Per consentire prove su campioni di dimensioni inferiori utilizzando celle più grandi:
diametro 70, 100 e 150 mm. La serie comprende plinto di base, testina superiore e
tubo di drenaggio.
28-WF4100/1 Adattatori per provini dia.
38 mm con celle 28-WF4070, dia. 70 mm
- Rinforzi circolari in fibra per maggior
protezione dell’operatore, nel caso di
utilizzo di aria compressa
- Per pressioni fino a 2000 e 3400* kPa
(* soltanto per celle 28-WF4070)
- Sistema di serraggio con tiranti che non
provoca tensioni anomale sul corpo della
cella
28-WF4050
32
150
100-150
2000
650
650
40
28-WF4070
28-WF4100
Prove triassiali 28
Celle triassiali e accessori (seguito)
CELLE TRIASSIALI RINFORZATE PER
PROVINI FINO A 150 MM DI DIAMETRO (seguito)
ACCESSORI PER CELLE TRIASSIALI (CODICE PARTI)
Descrizione
Per provini
Ø 70 mm
28-WF4070
Cella mod.
Ø 38mm
28-WF4050
Ø 50 mm
28-WF4050
Pinto di base
Testina superiore(1)
Disco di base
Coppia di dischi porosi
Membrana (conf. da 10)
O-ring (conf. da 10)
Tendiguaina
Utensile montaggio O-ring
Formatore campioni in 3 parti
Fustella sezionata in 2 parti
Strisce drenanti (conf. da 50)
Dischi filtranti (conf. da 100)
Campionatore
28-WF4031
28-WF4032
28-WF4033
28-WF4034
28-WF4035
28-WF4036
28-WF4031/A
28-WF4031/B
28-WF4031/C
28-WF4031/D
28-WF4031/E
28-WF4031/F
28-WF4031/G
28-WF4051
28-WF4052
28-WF4053
28-WF4054
28-WF4055
28-WF4056
28-WF4051/A
28-WF4051/B
28-WF4051/C
28-WF4051/D
28-WF4051/E
28-WF4051/F
28-WF4051/G
(1)
28-WF4071
28-WF4072
28-WF4073
28-WF4074
28-WF4075
28-WF4076
28-WF4071/A
28-WF4071/B
28-WF4071/C
28-WF4071/D
28-WF4071/E
28-WF4071/F
28-WF4071/G
Ø 100mm
28-WF4100
Ø 150 mm
28-WF4150
28-WF4101
28-WF4102
28-WF4103
28-WF4104
28-WF4105
28-WF4106
28-WF4101/A
28-WF4101/B
28-WF4101/C
28-WF4101/D
28-WF4101/E
28-WF4101/F
28-WF4101/G
28-WF4151
28-WF4152
28-WF4153
28-WF4154
28-WF4155
28-WF4156
28-WF4151/A
28-WF4151/B
28-WF4151/C
28-WF4151/D
28-WF4151/E
28-WF4151/F
28-WF4151/G
inclusi tubi di drenaggio
Nota. A richiesta sono disponibili anche accessori per provini dia. 35 mm.
Provino triassiale
Drenaggio
superiore
Strisce
drenanti
laterali
Testina sup.
Dischi
porosi
Membrana
Provino
Dischi
porosi
Accessori per celle triassiali
Contropressione
O-ring
Pinto di base
Base della cella
Piastra della pressa
Pressione
interstiziale
Pressione
interstiziale
28-WF4051/4
33
Prove triassiali
28
Celle triassiali (seguito)
CELLE TRIASSIALI SPECIALI
TRI-CELL PLUS
Per l’utilizzo con Bender Elements e altri
trasduttori interni.
Le celle Tri-Cell Plus possono ricevere provini
fino a 150 mm di diametro. Concepite per
garantire l’allineamento verticale dello stelo,
attraverso il serraggio separato del corpo cella
dalla flangia superiore.
Il corpo cella ha rinforzi circolari per evitare
eccessive deformazioni durante la prova e per
proteggere l’operatore da eventuali rotture
quando si utilizza aria compressa.
Le celle Tri-Cell Plus comprendono un raccordo ad anello con 6 uscite per i cavi dei trasduttori: On Sample Transducers per deformazioni assiali e radiali, Misuratore superficiale
delle pressioni interstiziali, oppure per Bender
Elements. (Vedi pag. 36). Possono essere utilizzate anche per prove di estensione.
Quando si utilizzano trasduttori a contatto col
provino (On sample transducers) è necessario
garantire un certo spazio tra la parete della
cella e il provino stesso. Per questo motivo,
raccomandiamo l’utilizzo di una cella di
dimensione nominale superiore a quella del
diametro del provino e degli adattatori adeguati.
28-WF4070/P
Cella triassiale speciale Tri-Cell Plus,
pressione max. 3500 kPa per provini
dia. 70 mm. Completa di raccordo ad
anello per uscita cavi trasduttori
28-WF4100/P
28-WF4150/P
Accessori
29-WF4005/E Accessorio per prove
di estensione per il collegamento rigido
dello stelo alla pressa
28-WF4070/P
- Raccordo ad anello per uscita cavi
trasduttori
- Utilizzabili con Bender Elements
- Pressioni di lavoro massime di 3500 kPa
(modello 28-WF4070/P) e di 2000 kPa
(modelli 28-WF4100/P e 28-WF4150/P)
ACCESSORI PER CELLE TRI-CELL PLUS
Cella modello
dia. nominale
Per provini
dia.
Plinto di base
Testina sup. con
doppio tubo
di drenaggio
Disco di
base (*)
Adattatori per
conversione (**)
Testina sup. con
attacco vuoto (***)
28-WF4070/P
70 mm
38 mm
50 mm
70 mm
50 mm
70 mm
100 mm
100 mm
150 mm
28-WF4071
28-WF4101
28-WF4151
28-WF4072
28-WF4102
28-WF4152
28-WF4033
28-WF4053
28-WF4073
28-WF4053
28-WF4073
28-WF4103
28-WF4103
28-WF4153
28-WF4070/1
28-WF4070/2
28-WF4100/1
28-WF4100/2
28-WF4150/1
-
28-WF4032/V
28-WF4052/V
28-WF4072/V
28-WF4052/V
28-WF4072/V
28-WF4102/V
28-WF4102/V
28-WF4152/V
28-WF4100/P
100 mm
28-WF4150/P
150 mm
(*) Per sostituire i dischi porosi nelle prove UU (**) Comprendente plinto di base, testina superiore con tubo di drenaggio
(***) Da utilizzare per prove di estensione (quando il carico assiale applicato al provino è inferiore alla pressione laterale)
ACCESSORI PER IL PROVINO
Dim. Dischi porosi Membrane
provino (coppia)
(conf. da
10 pz)
O-ring
(conf. da)
10 pz)
Tendiguaina
Utensile
montaggio
O-ring
Formatore
campioni
in 3 parti
38 mm
50 mm
70 mm
100 mm
150 mm
28-WF4036
28-WF4056
28-WF4076
28-WF4106
28-WF4156
28-WF4031/A
28-WF4051/A
28-WF4071/A
28-WF4101/A
28-WF4151/A
28-WF4031/B
28-WF4051/B
28-WF4071/B
28-WF4101/B
28-WF4151/B
28-WF4031/C
28-WF4051/C
28-WF4071/C
28-WF4101/C
28-WF4151/C
28-WF4034
28-WF4054
28-WF4074
28-WF4104
28-WF4154
28-WF4035
28-WF4055
28-WF4075
28-WF4105
28-WF4155
(*) Completi di fustella, estrusore e ricevitore
34
Formatore
Strisce
Dischi
Campionatori
campioni
drenanti
filtranti
(*)
in 2 parti (conf. 50 pz.) (conf. 100 pz.)
28-WF4031/D
28-WF4051/D
28-WF4071/D
28-WF4101/D
-
28-WF4031/E
28-WF4051/E
28-WF4071/E
28-WF4101/E
28-WF4151/E
28-WF4031/F
28-WF4051/F
28-WF4071/F
28-WF4101/F
28-WF4151/F
28-WF4031/G
28-WF4051/G
28-WF4071/G
28-WF4101/G
-
Prove triassiali 28
Trasduttori “On sample”
TRASDUTTORI “ON SAMPLE”
Il corredo comprende due trasduttori assiali
e uno radiale. Nelle prove triassiali convenzionali, la determinazione della deformazione assiale è basata su misure esterne. Questo
metodo comporta errori dovuti all’effetto
piastra dei due dischi porosi, superiore e
inferiore, e al sistema di carico con relativa
misura dello stesso.
Le due estremità del provino sono inoltre
soggette a contenimento, mentre nella parte
centrale del provino avvengono le deformazioni che meglio riproducono quelle reali. Per
questo motivo, i trasduttori “On sample”
vengono montati in questa zona.
I trasduttori assiali e radiali consentono
quindi una misura accurata delle deformazioni reali del provino.
Questi corredi possono essere utilizzati soltanto con le celle triassiali Tri-Cell Plus (vedi
pag. 34) e con un adeguato sistema di
Acquisizione ed elaborazione dati come, per
esempio, il nostro GEODATALOG illustrato a
pag. 62.
Trasduttori “On sample” per prove
statiche
28-WF4109/K
statiche
28-WF4079/K
Corredo “On Sample Transducers” per provini dia. 70 mm con 2
trasduttori lineari, 1 radiale, anello radiale e blocchetti di fissaggio
trasduttori assiali con collegamenti per GEODATALOG*
28-WF4109/K
28-WF4159/K
Eccitazione: 10 V DC
Uscita: ± 250 mV
Linearità: ± 0.25%
Coefficiente di temperatura:
± 0.01% / FS / °C
Risoluzione: 1 micron
* Vedi pag. 56
n o t a
Gli stessi corredi, ma per prove dinamiche,
sono descritti a pag. 71
35
Prove triassiali
28
Trasduttori “On sample” (seguito)
BENDER ELEMENTS
Applicazione
Sono utilizzati per la valutazione della rigidezza del provino a partire dalla misura del
modulo di elasticità massimo (o tangenziale)
Gmax. Tale valore è generalmente associato a
piccole deformazioni di taglio pari a circa
0,001% ed è un parametro chiave utilizzato
nelle analisi dinamiche in presenza di piccole
deformazioni che servono a modellare l’interazione terreno-struttura in presenza di vibrazioni, eventi sismici, esplosioni, ecc.
Il Bender Element è un trasduttore piezoelettrico capace di convertire energia meccanica (movimento) in energia elettrica e viceversa (può pertanto svolgere funzione sia di
trasduttore che genera, sia che rileva spostamenti).
E’ costituito da due sottili piastre piezoelet-
triche, rigidamente incollate fra di loro, con
le superfici conduttive poste a contatto
verso l’esterno.
La polarizzazione delle due piastre e i collegamenti elettrici sono tali che, quando si
applica tensione, una piastra si allunga e una
si accorcia. Il risultato è uno spostamento
flessionale con ampiezza maggiore dell’allungamento di ognuna delle due piastre.
D’altra parte, quando al Bender Element è
imposta una deformazione flessionale, una
piastra è sollecitata a trazione e l’altra a
compressione, producendo di conseguenza
un segnale elettrico misurabile.
Nel nostro caso, l’applicazione dei Bender
Elements avviene incapsulando e montando
gli stessi in cilindretti metallici che vengono
fissati al plinto di base e alla testina superiore della cella triassiale. Le due protrusioni dei
cilindretti sono infisse nel provino. Quando è
eccitato, il Bender Element – che svolge funzione di generare lo spostamento – flette
spingendo il provino in direzione perpendi-
Schema funzionale dell’applicazione dei Bender Elements e del sistema
di Elaborazione dati
Generatore di funzioni
Ampiezza Volt
colare alla lunghezza dell’elemento stesso,
producendo così un’onda di taglio che si
propaga parallelamente a lato lungo il provino. Dall’altra parte del provino, un altro Bender Element è forzato a flettersi, generando
così un segnale elettrico che viene misurato.
La propagazione dell’onda di taglio in un
corpo elastico ci fornisce il valore del modulo di scorrimento Gmax dalla misura della
velocità di propagazione dell’onda di taglio
Vs con l’equazione:
Gmax = ρ • (Vs)2
in cui ρ è la densità del provino.
Il sistema è pertanto composto da un elemento trasmettitore che viene eccitato per
trasmettere le onde di taglio nel provino e da
un elemento ricevitore. Il tempo di transito
del segnale è determinato con l’utilizzo di un
software specifico.
Il sistema di alimentazione e misura del Bender Element (vedi 28-WF4190) è composto
da:
- Generatore di forme d’onda
- Interfaccia di conversione A/D per l’invio
dei dati a PC
- Software oscilloscopio virtuale
- Cavi di collegamento.
Bender elements
Tempo t
l
Oscilloscopio
Bender elements
Gmax = ρ • (Vs)2
t
in cui Vs = velocità e ρ = densità
Risultati di prova su argilla con Bender Elements Frequenza regolata a 1 kHz
36
Bender elements
Frequenza regolata a 3 kHz
Prove triassiali 28
Trasduttori “On sample” (seguito)
BENDER ELEMENTS
(seguito)
Modello cella
TRI-CELL Plus
Diametro
provino
28-WF4070/P
70 mm
50 mm
70 mm
Testine superiori e plinto di base con Bender Elements
Mod. standard solo per
Mod. per vuoto utilizzabile
prove di compressione anche per prove di compressione
28-WF4057/B
28-WF4077/B
28-WF4058/B
28-WF4078/B
28-WF4100/P 70 mm
100 mm
100 mm
28-WF4077/B1
28-WF4107/B
28-WF4078/B1
28-WF4108/B
28-WF4150/P 150 mm
150 mm
28-WF4157/B
28-WF4158/B
Accessori
28-WF4190 Sistema di
alimentazione e misura per Bender Elements
I Bender Elements devono essere alimentati
da un generatore di forme d’onda.
Il segnale analogico in uscita è convertito in
digitale e trasmesso a PC attraverso
interfaccia. Il segnale viene quindi elaborato
per mezzo di un oscilloscopio virtuale.
Il sistema completo è quindi composto da
Generatore di forme d’onda, Interfaccia di
conversione A/D per invio dati a PC, Software oscilloscopio virtuale e cavi di
collegamento. PC non incluso.
Interfaccia
di connessione
TRASDUTTORI “MID HEIGHT” PER LA
MISURA DELLA PRESSIONE
INTERSTIZIALE
28-WF4159/M
Trasduttore “Mid Height” per la
misura della pressione interstiziale
con pietra porosa ad alta pressione
d’ingresso
Questi trasduttori sono applicati direttamente sul provino, preferibilmente a mezza
altezza dello stesso. Ciò consente di effettuare la misura nella parte centrale del provino, non influenzata dall’effetto di “bedding” che si verifica alle due estremità. Il trasduttore è costituito da un elemento ceramico cementato a un disco poroso con passaggio dell’aria a 1 bar e da un contenitore cilindrico inox. Il cavo è munito di spina per il
collegamento alle celle Tri-Cell Plus.
Caratteristiche
Campo pressioni: 1000 kPa
Eccitazione: 10 V
Uscita: 2 mV/V
Linearità: 0,1% FS
Ripetibilità: 0,1% FS
Temperatura: 0,01% / °C
28-WF4159/M
37
Prove triassiali
28
Sistemi di pressione
28-WF4300
Hydromatic, unità autonoma digitale
di controllo
Descrizione
L’unità di controllo indipendente HYDROMATIC è una fonte di pressione idraulica che
può raggiungere 3500kPa e che permette
allo stesso tempo di misurare la variazione di
volume del provino durante la prova. Questo
rappresenta un sistema alternativo a quelli
tradizionali ad aria compressa,a mercurio
oppure a pesi diretti.
E’ costituito da un pistone idraulico azionato
da un moto-riduttore, guidato da sistema a
vite a ricircolazione di sfere, montato su due
guide di acciaio mediante pattini in ptfe. Il
sistema è controllato dall’unità AUTOMAX
(inclusa) che gli permette di lavorare in
modo indipendente, facilitando di conseguenza il collegamento alternativo a diversi
sistemi triassiali.
Quando il pistone giunge a fine corsa il sistema è dotato di un automatismo che gli permette di ricaricarsi e di mantenere la pressione di target indipendentemente dalla
deformazione a cui la cella triassiale può
essere soggetta.
Il sistema indipendente HYDROMATIC include:
- Un trasduttore di pressione da 3500kPa
(utilizzato nel controllo a loop chiuso) collegato all’unità di Controllo AUTOMAX
- Blocchetto disaerante per trasduttore di
pressione
- 2 valvole solenoidi on/off: una connessa al
sistema di disaerazione dell’acqua, una
connessa alla linea di pressione della cella
triassiale (pressione in cella o contropressione)
- Tubo da 8x6mm per il collegamento sia al
serbatoio di acqua disaerata che alla cella
triassiale
- Raccordo rapido per il collegamento alla
valvola di base della cella triassiale rinforzata o Tri-Cell Plus*
L’unità di controllo Automax garantisce le
seguenti prestazioni:
- Visualizzazione in tempo reale della pressione applicata
- Avanzamento lento/rapido per aumentare/diminuire la pressione (tramite la tastiera a membrana a 10 tasti)
38
28-WF4300
- Applicazione di pressione fino a 3500kPa
(per prove triassiali o di permeabilità)
- Memorizzazione della misura della
pressione e della variazione di volume
(visualizzate in tempo reale su display)
- Possibilità di connessione temporanea o
continua del PC per lo scaricamento dei
dati tramite porta seriale RS232 con
differenti protocolli
- Allarme di fine corsa
- Possibilità di programmare rampe o cicli di
pressione in funzione del tempo
- Funzioni di calibrazione differenziate
(lineare o polinomiale)
- Disponibilità di diversi protocolli per scaricare i dati tramite porta seriale (sia in
tempo reale che in differita)
- Caricamento automatico del pistone
- Memoria RAM batterizzata, dotata di orologio/calendario di sistema che conteggia
anche a strumento spento
- Ampio display grafico da 240x128 pixel per
la visualizzazione dei dati in tempo reale e
l’impostazione dei parametri
Questo fonte di pressione può essere facilmente utilizzata per vari tipi di prova come
prove triassiali su terreni saturi e non saturi o
prove di permeabilità (sia in cella triassiale
che in cella di permeabilità, vedi pag. 32 e 44)
e può essere applicato a qualsiasi sistema esistente.
- Possibilità di impostare rampe o cicli di
pressione in funzione del tempo
- Facile utilizzo con qualsiasi tipo di sistema
- Utilizzabile con sistema AUTOTRIAX
(Vedi sez.29)
Caratteristiche
Pressione in uscita: fino a 3500kPa
Accuratezza (pressione): +/-0.1% FS
Risoluzione (volume): 0.1 cm3
Risoluzione digitale: 131.000 divisioni
Capacità volumetrica: 250 cm3
Scarico dati: via RS232
Alimentazione: 110-240V/50-60Hz/1ph
B Dimensioni attuatore: 600x138x160
mm (lxpxh)
B Dimensioni strumento: 250x220x150
mm (lxpxh)
* adattatori per celle triassiali standard
sono disponibili su richiesta
Prove triassiali 28
SISTEMA DI PRESSIONE ACQUA/OLIO
28-WF4312
Sistema di pressione
motorizzato acqua/olio per pressioni
fino a 3500 kPa. 240 V, 50 Hz, 1 F
28-WF4314
fino a 3500 kPa. 110 V, 60 Hz, 1 F
28-WF4302
fino a 1700 kPa. 240 V, 50 Hz, 1 F
28-WF4304
fino a 1700 kPa. 110 V, 60 Hz, 1 F
Questo apparecchio fornisce una pressione
costante regolabile in maniera infinitesima,
utilizzando un sistema di controllo statico con
molla regolabile collegato in linea a una
pompa e a un serbatoio di scambio acqua/olio.
L’apparecchio comprende una pompa idraulica
(motorizzata), un gruppo molla/pistoncino
levigato, un serbatoio cilindrico di scambio
acqua/olio, manometro di precisione Ø 100
mm, valvole, 2 kg di olio.
Pressioni erogabili: da 0 a 1700 kPa e da 0
a 3500 kPa
Potenza: 35 W
B Dimensioni: 310x300x400 mm
PANNELLI DI DISTRIBUZIONE PRESSIONE
Accessori
28-WF4302/1 Olio ad alta viscosità. 5 kg
28-WF4191 Tubo di nylon Ø 6x8 mm.
Matassa da 10 m
28-WF4193 Raccordo per il
collegamento alla cella
SISTEMA CON CELLE A MEMBRANA
ARIA/ACQUA
28-WF4320
Per fornire acqua in pressione alle celle fino
a 1000 kPa. Questi i maggiori vantaggi del
sistema:
- Elevato grado di precisione
- Estrema semplicità di manovra
- Espandibilità del sistema molto semplice e
di costo relativamente basso
- La membrana rende possibile l’uso di
acqua disaerata
- Elevata capacità per prove a lungo termine e per provini di grosse dimensioni.
L’unità lavora come serbatoio/interfaccia tra
l’aria compressa, utilizzata come fonte di
pressione, e l’acqua utilizzata come mezzo di
confinamento nella cella triassiale.
Pressione massima: 1000 kPa
B Dimensioni: Ø178 mm x 412 mm di altezza
Introduzione
Progettati e realizzati per un facile e
rapido utilizzo. Comprendono raccordi rapidi per il collegamento delle
linee d’acqua e aria al sistema di
pressione. Le due linee, acqua e aria,
hanno colori diversi per localizzarle
nel sistema. Possono essere completati con un manometro di precisione, tipo Bourdon, dia. 200 mm,
scala 0-1100 kPa, risoluzione 5 kPa
(vedi 28-WF4330/1) oppure con un
manometro digitale, con risoluzione
di 1 kPa (vedi 28-WF4330/2). Sono
disponibili due modelli: per due e tre
linee di pressione.
COME ORDINARE
28-WF4330
Pannello di distribuzione per due linee
di pressione, completo di regolatori
d’aria e uscite. Dimensioni 510x454x184
mm, peso 10 kg circa
28-WF4331
Pannello di distribuzione per tre linee
di pressione, completo di regolatori
d’aria e uscite. Dimensioni 690x454x184
mm, peso 15 kg circa
28-WF4330/1
- Produce e controlla automaticamente la
pressione impostata fino a 3500 kPa
(oppure 1700 kPa) con una tolleranza
del ± 0,5%
- Molto stabile nel tempo
- Pressione impostabile tramite un
volantino di regolazione
- Incrementi di pressione senza gradini
- Non sono richiesti pesi e non richiede
tarature
Manometro di precisione, tipo Bourdon,
dia. 200 mm, scala 0-1100 kPa, div. 5 kPa.
28-WF4330/2
Manometro digitale, risoluzione 1 kPa
28-WF4302
28-WF4320
Accessori
28-WF4331 con 28-WF4330/2
Matassa da 10 m
Matassa da 20 m
Parti di ricambio
Parti di ricambio
28-WF4330/3 Regolatore di pressione
28-WF4320/1 Membrana di ricambio
da 1000 kPa con raccordi per tubo dia.
esterno 8 mm
per 28-WF4320
39
Prove triassiali
28
Sistemi di disaerazione acqua
SISTEMI DI DISAERAZIONE ACQUA
Proponiamo due sistemi abbinati a un serbatoio da 23 litri:
- Sistema tradizionale con pompa a vuoto e
trappola per acqua per raccogliere la condensa. In questo caso il serbatoio disaerante deve essere posizionato in alto per alimentare il sistema a gravità;
- Sistema integrato comprendente pompa a
vuoto/compressore e valvole. La pompa a
vuoto è anche utilizzata come piccolo compressore per spingere l’acqua dal serbatoio
– che può essere sistemato ovunque – al
sistema (pannelli, celle a membrana, ecc.).
Apparecchio per disaerare l’acqua
28-WF4202
Disaeratore d’acqua. 240 V, 50-60 Hz, 1 F
28-WF4204
Come sopra ma con alimentazione
a 110 V, 60 Hz, 1 F
L’apparecchio è composto da pompa a
vuoto/compressore, trappola per condensa e
valvole. Deve essere collegato al serbatoio. La
doppia funzione svolta è particolarmente
vantaggiosa ed ergonomica poiché consente
di sistemare il serbatoio nella posizione preferita e semplifica la veloce alimentazione
del sistema per mezzo di una sola valvola.
B Dimensioni: 375x240x250 mm circa
SERBATOI DISAERANTI
POMPE PER VUOTO
28-WF4220
28-WF2001
28-WF4221
28-WF2001/Z
Serbatoio disaerante per acqua da 7 litri
Serbatoio disaerante per acqua da 23 litri
Utilizzati insieme a una linea per vuoto, rappresentano un sistema molto rapido ed efficiente per espellere l’aria dall’acqua. Il serbatoio disaerante è composto da un serbatoio
cilindrico di plexiglas munito di un raccordo
d’immissione acqua completo di spruzzatore,
uscita per l’aria e uscita per l’acqua. Un adeguato sistema per vuoto deve essere collegato
all’uscita per l’aria e l’acqua è aspirata all’interno del cilindro attraverso lo spruzzatore. Il
vuoto espelle l’aria dall’acqua.
Per sistemi a tre celle triassiali è consigliabile
l’uso del modello più grande.
A Peso approx.: 3/14 kg
Pompa per vuoto. 240 V, 50 Hz, 1 F
Come sopra ma con alimentazione
a 110 V, 60 Hz, 1 F
Caratteristiche
Portata: 75 l/min
Vuoto finale: 0,1 mbar
Potenza: 180 W
28-WF2064
Tubo in gomma per vuoto
TRAPPOLA PER ACQUA
28-WF0491/2
Trappola per acqua
PANNELLO DI COLLEGAMENTO
POMPA/SERBATOIO ACQUA
28-WF4225
Pannello di collegamento pompa a
vuoto/serbatoio acqua disaerata
Utilizzata con i modelli 28-WF4220,
28-WF4221 e la pompa a vuoto
86-WF2004/A per raccogliere la condensa
d’acqua.
Comprende raccordi di collegamento all’alimentazione dell’acqua, alla pompa per
vuoto e per l’acqua disaerata.
Schema sistema di disaerazione acqua
28-WF0491/2
Trappola per acqua
28-WF4221
28-WF4191
Tubo di nylon
Rubinetto acqua
Linea vuoto
Linea acqua disaerata
28-WF2001
28-WF4225
Scarico vuoto
28-WF4202
Pannelli di controllo
28-WF4330
28-WF4331
28-WF2064 Tubo in gomma
40
Alimentazione acqua
Prove triassiali 28
Misura di variazione di volume / Compressori d’aria
MISURA DI VARIAZIONE DI VOLUME
Proponiamo due modelli: manuale 28-WF4400
ed elettronico 28-WF4410 da collegare a un
visualizzatore digitale o al sistema di acquisizione ed elaborazione dati come, per esempio, il nostro modello 30-WF6016.
(Vedi pag. 56).
28-WF4400
Dispositivo a doppia buretta per
misurare le variazioni di volume
Comprende due tubi di misura, ciascuno costituito da una buretta da 25 ml montata all’interno di un tubo di resina acrilica trasparente.
Le burette sono direttamente collegate a un
sistema di valvole d’inversione utilizzato per
invertire lo spostamento dell’interfaccia nei
tubicini di misura, senza influire sulla direzione del flusso idraulico da o verso la cella triassiale. L’unità comprende anche una valvola di
by-pass quando non s’intende misurare la
variazione di volume. Pressione massima 10
bar. Le burette sono tarate in classe A.
28-WF4410
COMPRESSORI D’ARIA E ACCESSORI
Sistema automatico di misura delle
variazioni di volume
Collegato a un adatto visualizzatore o a un
sistema di acquisizione dati, fornisce un
segnale elettrico direttamente proporzionale
al volume del flusso idraulico attraverso lo
strumento. L’apparecchiatura comprende un
pistone collegato a un trasduttore lineare e
solidale a un cilindro realizzato con estrema
precisione, in modo che il movimento lineare del pistone sia proporzionale al volume
d’acqua all’interno del cilindro.
Lo strumento comprende un pannello con valvole d’inversione per misurare il flusso dell’acqua in ambedue le direzioni. E’ anche disponibile una versione per l’utilizzo con il Sistema
Automatico Triassiale con microelettrovalvola
per il controllo remoto dell’inversione di flusso.
(Vedi modello 28-WF4412 a pag. 51).
Volume d’esercizio: 100 cm3
Alimentazione del trasduttore: fino a 12 V c.c.
Accuratezza: migliore di ± 0,1 ml
B Dimensioni: 260x280x400 mm (lxpxh)
28-WF2015
Compressore d’aria, pressione massima 10
bar, capacità 50 litri. 240 V, 50 Hz, 1 F
28-WF2015/Z
Compressore d’aria, pressione massima
10 bar, capacità 50 litri. 110 V, 60 Hz, 1 F
Caratteristiche
Pressione massima: 1000 kPa
Pressione continua di lavoro: 800 kPa
Capacità del serbatoio: 50 litri
Portata: 246 litri/min
Potenza: 1500 W
28-WF2016/1
Raccordo per compressore da 1/2” BSP
per collegare tubo di nylon da 8/6 mm
28-WF2016/2
Filtro aria/trappola acqua per
compressore d’aria
86-WF2015
28-WF4400
28-WF4410
Accessori
28-WF4400/1 Colorante rosso. Solubile
86-WF2016/2
nei grassi e solventi. Dose per 500 ml
41
Prove triassiali
28
Misura delle pressioni interstiziali
MISURA AUTOMATICA DELLE PRESSIONI
INTERSTIZIALI
- Programmabile con unità di
misura metriche o
“imperial”
- Funzionamento a batteria
- Funzione picchi (sia positivi
sia negativi)
La pressione interstiziale può essere misurata automaticamente per mezzo di trasduttori di pressione 28-WF6300 collegati alla cella
tramite il blocchetto disaerante 28-WF4459
e collegati al visualizzatore digitale a tre
canali 28-WF4450.
28-WF4450
Visualizzatore digitale a tre canali per
la misura delle pressioni interstiziali.
Funzionamento a batteria
Questo nuovo visualizzatore, realizzato con
le più moderne tecnologie, è costituito da un
circuito analogico stabile nel tempo, ripetibile, preciso e da un corvertitore A/D da 16 bit.
Lo strumento è alimentato a batteria con
autonomia di un anno garantita dallo spegnimento automatico se in 30 minuti non
avvengono variazioni di misura. Da collegare
alle celle o alla cella per mezzo dei trasduttori di pressione, come per esempio
28-WF6300 con blocchetto disaerante
28-WF4459. La lettura di ogni canale è selezionata da un interruttore multiplexer.
28-WF4450 con tre
28-WF6300
TRASDUTTORI DI PRESSIONE
28-WF6300
Trasduttore di pressione da 10 bar
28-WF6301
28-WF6302
Caratteristiche
Visualizzatore: 4x20 caratteri
Unità di misura (selezionabili):
mbar, bar, MPa, kPa, psi
Precisione: ± 0,20% fondo scala
Campionamento: 50 letture al secondo
Uscita RS 232
28-WF6310
Blocchetto disaerante per trasduttori,
da utilizzare con celle triassiali
rinforzate
28-WF4459
Blocchetto disaerante per trasduttori,
da utilizzare con celle triassiali standard
28-WF6300 con 28-WF4459
Accessori
trasduttori
trasduttori
28-WF4455 con 28-WF6310
42
Prove triassiali 28
Consolidazione dei provini
CONSOLIDAZIONE DEI PROVINI
q NORME
ASTM D4767-95 / BS 1377: Part 8: 1990 /
CEN-ISO/TS17892-9
28-WF0493 completo di celle
triassiali, comparatori, bracci
di leva e pesi asolati
28-WF0493
Banco di consolidazione triassiale a
tre posti
Questa attrezzatura è stata realizzata per
ridurre i tempi di consolidazione nelle prove
triassiali, quando si dispone di una sola macchina di compressione. Con questa attrezzatura è infatti possibile effettuare la fase di
consolidazione contemporaneamente su tre
provini nel corso delle prove CU e CD, quando occorre:
- Misurare il cedimento verticale dei provini
- Effettuare la fase di consolidazione in condizioni anisotropiche.
L’attrezzatura è costituita da un rigido banco
d’acciaio completo di tre telai di carico e piastre
di centraggio per tutte le nostre celle triassiali
(28-WF0410/A, 28-WF0411/A, 28-WF0416/A,
28-WF4050, 28-WF4070, 28-WF4100) per provini di diametro compreso tra 35 e 100 mm.
L’apparecchiatura può essere utilizzata anche
per altre celle triassiali, purché siano dotate
alla base di foro di centraggio da 13 mm di
diametro x 3 mm di profondità. Ciascun telaio
di carico può essere dotato di braccio di leva,
al fine di ridurre il numero di pesi diretti richiesti per la consolidazione anisotropica (vedi
accessori).
I pesi possono pertanto essere applicati sia sul
piattello centrale collegato al telaio sia sul portapesi collegato alla leva.
Dimensioni del banco: 1300x585 mm
B Dimensioni complessive:
1300x800x970 mm (lxpxh)
A Peso approx.: 145 kg.
- Esecuzione contemporanea della fase di
consolidazione anisotropa su tre provini
contenuti nelle celle triassiali
- Riduzione dei tempi di consolidazione
quando il laboratorio dispone di una
sola macchina di compressione
triassiale
- Adatto anche per provini di grosse
dimensioni (fino a 100 mm di diametro)
- Progettazione ergonomica e compatta
per un’utilizzazione ottimale dello
spazio all’interno del laboratorio
28-WF0493. Dettagli
del telaio superiore
con l’apposito
volantino per regolare
l’orizzontalità del
braccio di leva e
adattarsi ai diversi
modelli di celle
triassiali. La base di
centraggio delle celle
può essere utilizzata
anche per celle
triassiali di altra
produzione purché
queste siano dotate di
foro di centraggio da
13 mm di diametro
per 3 mm di profondità
Accessori
Codice
Descrizione
Pesi asolati
28-WF0493/1
Set di pesi per provini di diametro compreso tra 35 e 70 mm. Ciascuna serie, adatta
per il singolo telaio completo di braccio di leva, è costituita da:
N. 4 Pesi asolati da 250 g
N. 4 Pesi asolati da 500 g
N. 4 Pesi asolati da 1 kg
28-WF0493/2
Serie di pesi addizionali per provini fino a 100 mm di diametro. Ciascuna serie, adatta
per il singolo telaio completo di braccio di leva, è utilizzata per la consolidazione
anisotropica per provini di grosse dimensioni. Composta da:
Braccio di leva
28-WF0493/3
Braccio di leva rapporto 10:1. Utilizzato per amplificare il carico assiale da applicare ai
provini contenuti nelle celle triassiali. E’ costituito da un braccio di leva completo di
accessori per il collegamento alla traversa superiore del banco. La leva comprende anche
il contrappeso di bilanciamento e livella torica per essere posizionata correttamente.
Può ricevere pesi asolati fino a 60 kg. La leva è dotata di martinetto a vite e volantino.
Comparatori e trasduttori lineari
30-WF6402
Comparatore 30x0,01 mm
30-WF6403
Comparatore 50x0,01 mm
30-WF6208
Trasduttore lineare corsa 25 mm
30-WF6209
Trasduttore lineare corsa 50 mm
28-WF1048/T Staffa di collegamento per comparatore o trasduttore lineare
Dettaglio del braccio di leva 28-WF0493/3 con
rapporto 10:1
Sistema di contrasto
28-WF0410/A4 Staffa di contrasto per mantenere il pistone della cella triassiale in
contatto con il provino
43
Permeabilità
28
Celle per prove di permeabilità su terreni normali e contaminati
CELLE PER PROVE DI PERMEABILITÀ’
Queste celle, con relativi accessori, sono disponibili sia in ottone sia in acciaio inox per
prove su terreni contaminati. Fra i pannelli di
controllo e la cella di permeabilità è opportuno utilizzare la cella d’interfaccia, che evita
il contatto di sostanze aggressive con i pannelli di controllo stessi. La cella d’interfaccia
ha anche la funzione di prevenire la diffusione dei vapori tossici nell’ambiente.
TESTINE SUPERIORI E PLINTI DI BASE
Codice
Applicazione
Dia. provino
28-WF0194/A1
28-WF0194/A2
28-WF0194/B1
28-WF0194/B2
Terreni normali
Terreni normali
Terreni contaminati
Terreni contaminati
70 mm
100 mm
70 mm
100 mm
Accessori per provini
28-WF0194/A
Cella di permeabilità per prove su
terreni normali
28-WF0194/B
Cella di permeabilità per prove su
terreni contaminati
Dischi porosi
Membrane
O-ring
Utensile per montaggio O-ring
Tendiguaina
Fustella sezionata
70 mm
100 mm
28-WF4074
28-WF4075
28-WF4076
28-WF4071/B
28-WF4071/A
28-WF4071/D
28-WF4104
28-WF4105
28-WF4106
28-WF4101/B
28-WF4101/A
28-WF4101/D
ACCESSORI PER TERRENI CONTAMINATI
Codice
28-WF0194/3
Peso
Cella d’interfaccia per terreni contaminati 3 kg circa
CONFIGURAZIONE TIPICA DI UN SISTEMA PER PROVE DI PERMEABILITÀ
SU TERRENI NORMALI E CONTAMINATI
28-WF0194/A
28-WF0194/3
Codice
Descrizione
Q.tà
28-WF0194/A
28-WF0194/B
28-WF0194/A2
28-WF0194/B2
28-WF0194/3
28-WF4105
28-WF4106
28-WF4101/A
28-WF4101/D
28-WF4101/B
28-WF6300
28-WF6310
28-WF4450
28-WF4331
28-WF4330/2
28-WF4400
28-WF4220
28-WF4202
28-WF4191
28-WF2015
28-WF2016/2
28-WF4320
Cella per prove su terreni normali
Cella per prove su terreni contaminati*
Testina superiore e plinto di base per terreni normali
Testina superiore e plinto di base per terreni contaminati*
Cella d’interfaccia*
Membrane di lattice
O-ring (10 pz.)
Tendiguaina
Fustella sezionata
Utensile per montaggio O-ring
Visualizzatore digitale pressioni interstiziali
Pannello di controllo a tre linee
Manometro digitale
Doppia buretta per variazioni di volume
Apparecchio per disaerare l’acqua
Tubo di nylon dia. 6x8 mm. 10 m
Compressore d’aria da 50 litri
Filtro aria/Trappola d’acqua
Cella a membrana
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
3
3
1
1
1
2
1
1
2
1
1
3
* Solo per prove su terreni contaminati
44
Permeabilità 28
Prove di permeabilità con cella triassiale
DETERMINAZIONE DELLA
PERMEABILITÀ CON CELLA TRIASSIALE
q NORME
ASTM D5084 / BS 1377:6 /
CEN-ISO/TS17892:11
Sistema di misura della permeabilità in
terreni porosi saturi
Questo sistema è stato sviluppato per la
misurazione in laboratorio della conduttività idraulica (coefficiente di permeabilità) nei
terreni saturi.
La prova viene eseguita utilizzando celle triassiali rinforzate (vedi pag. 32), dotate di 5 valvole a spostamento nullo, di cui 2 per il drenaggio
superiore, 2 per il drenaggio inferiore e una per
la pressione in cella.
La cella è collegata con 3 linee di pressione indipendenti per la pressione in cella, il drenaggio
superiore e quello inferiore.
Il sistema completo comprende:
- Celle triassiali per provini da 38 a 100 mm di
diametro
- Pannello di controllo della pressione
- Pannello con 3 burette
- Sistemi di pressione aria/acqua
- Sistema per la disaerazione dell’acqua.
La prova può essere effettuata anche utilizzando 3 celle triassiali.
Per la lista completa dei componenti, fare riferimento alla tabella seguente.
Accessori
TIPICA CONFIGURAZIONE DI UN SISTEMA PER PROVE DI PERMEABILITA’ IN CELLA
TRIASSIALE SU PROVINO DA 70 MM DI DIAMETRO
Codice
Descrizione
Q.tà
28-WF4070
28-WF4071
28-WF4072
28-WF4074
28-WF4075
28-WF4076
28-WF4071/A
28-WF4071/B
28-WF4071/C
28-WF4071/D
28-WF4071/F
28-WF4071/G
28-WF6300
28-WF6310
28-WF4450
28-WF4331
28-WF4330/2
28-WF4320
28-WF4400
28-WF4221
28-WF2001
28-WF0491/2
28-WF2064
28-WF4225
28-WF2015
28-WF2016/2
28-WF0490
Cella triassiale rinforzata per provini da 70 mm
Plinto di base
Testina superiore con tubicini di drenaggio
Coppia di dischi porosi
Membrane di lattice (10 pz)
O-ring (10 pz)
Tendiguaina
Utensile per montaggio o-ring
Fustella sezionata
Fustella per provini sabbiosi
Dischi di carta da filtro da 70 mm di diametro
Campionatore
Blocchetto disaerante per celle triassiali rinforzate
Visualizzatore digitale pressioni interstiziali
Pannello di controllo per tre linee di pressione
Manometro digitale di pressione
Cella a membrana
Doppia buretta per variazione di volume
Pompa per vuoto
Trappola per acqua
Tubo in gomma
Pannello di collegamento per acqua disaerata
Compressore d’aria da 50 litri
Filtro aria / trappola acqua
Tubo di nylon dia. 4 x 6 mm 20 m
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
3
3
1
1
1
3
2
1
1
1
1
1
1
1
2
Test di permeabilità nella cella triassiale
28-WF4070
45
Prove triassiali
28
Prove su terreni non saturi
Introduzione
La maggioranza dei testi e dei corsi
che si occupano di meccanica delle
terre partono dal presupposto che i
terreni siano riconducibili al modello
di terreno saturo, mentre in molte
situazioni reali si trovano in condizioni non sature. Questo avviene in modo
particolare nelle regioni tropicali e
nelle regioni aride; d’altra parte anche
in aree temperate i terreni che si trovano al di sopra della falda sono permanentemente in condizioni non
sature.
In un terreno saturo tutti i vuoti intergranulari sono riempiti d’acqua. Al
contrario, uno non saturo contiene sia
aria che acqua all’interno dei vuoti. La
presenza di forze di tensione superficiali nell’interfaccia aria-acqua determina la coesistenza di pressioni differenti in aria e in acqua.
Per un terreno presente in sito in condizioni non sature la pressione dell’aria interstiziale è solitamente pari alla
pressione atmosferica, mentre la pressione dell’acqua interstiziale è inferiore alla pressione dell’aria.
Lo strato di terreno non saturo può
estendersi anche a grandi profondità,
dove è regolato dalle condizioni
ambientali. L’entità della suzione è ciò
che determina la resistenza dei terreni
non saturi. Quando essa cambia,
anche il terreno non saturo modifica il
suo comportamento in modo differente rispetto a quanto normalmente
avviene in terreni saturi. Ad esempio
nei terreni collassabili un cambiamento nel contenuto d’acqua può provocare una repentina riduzione di volume, causando effetti drammatici sulla
resistenza del materiale.
La differenza fondamentale tra i due
tipi di prova triassiale (saturi e non
saturi) può essere così sintetizzata:
Tubo di uscita della
testina per vuoto
Poiché solitamente nelle prove di
laboratorio la pressione atmosferica
viene assunta pari a zero, questo
significa che la pressione dell’acqua
interstiziale risulta negativa. Tale pressione prende il nome di “suzione”: un
terreno che si trova in queste condizioni, ha la proprietà di assorbire (o
meglio di aspirare) l’acqua con la
quale viene a contatto alla pressione
atmosferica.
Flangia superiore
della camera interna
La cella ha dei piedini
che trovano
alloggiamento
nel telaio triassiale per
consentire l’utilizzo dei
trasduttori interni
Collettore di uscita cavi
trasduttori dalla cella
46
• Il comportamento di un terreno
saturo è interamente controllato
dalle tensioni totali e dalla pressione
dell’acqua interstiziale (attraverso le
pressioni efficaci). Le pressioni interstiziali positive spingono le particelle solide ad allontanarsi tra loro e
quindi la resistenza complessiva si
riduce.
• In un terreno non saturo, dove i
vuoti intergranulari contengono sia
aria che acqua, le forze di tensione
superficiale danno origine a pressioni interstiziali negative o pressioni di
suzione. Questo fenomeno determina la riduzione dei vuoti intergranulari con il conseguente aumento
della resistenza del terreno.
Prove triassiali 28
Prove su terreni non saturi (seguito)
PROVE SU TERRENI NON SATURI
CELLE TRIASSIALI PER TERRENI
NON SATURI
Alcuni esempi applicativi
Descrizione
• Movimenti franosi causati da piogge
intense
Pendii costituiti da terreni teneri o poco
addensati possono risultare in condizioni di
stabilità anche con pendenze elevate, proprio per effetto della presenza di pressioni di
suzione che conferiscono all’insieme elevati
valori di resistenza. Tali situazioni possono
essere compromesse in maniera drammatica
a seguito di elevate precipitazioni a causa
delle infiltrazioni di acqua che causano forti
e immediate riduzioni delle pressioni di
suzione.
• Terreni rigonfianti
Le variazioni di volume dei terreni espansivi
sono controllate dalle variazioni di pressione
di suzione a seguito del contatto con acqua.
I rigonfiamenti che ne seguono originano
cedimenti differenziali e conseguenti fessurazioni strutturali.
• Terreni collassabili
Depositi argillosi di bassa consistenza possono esistere anche in condizioni stabili a
seguito della presenza di pressioni di suzione. Se in tali depositi si infiltra acqua, la conseguente riduzione delle pressioni di suzione
può dare luogo a improvvisi e catastrofici
smottamenti.
Apparecchiatura di prova
In Sistema Triassiale completo (vedere alla
pag. 48 la configurazione tipica) è caratterizzato da una cella triassiale a doppia camera
e sei uscite come in seguito dettagliatamente descritto.
Nei sistemi triassiali tradizionali, dove si
effettuano prove su provini saturi, la misura
della variazione di volume del provino viene
effettuata semplicemente inserendo nel circuito di drenaggio un trasduttore di variazione di volume e misurando la quantità
d’acqua che affluisce o defluisce dal provino.
Nel caso invece dei provini non saturi le
misure di variazione di volume sono influenzate dalla compressibilità dell’aria interstiziale. Applicando un incremento di pressione
in cella ad un provino non saturo, avviene un
flusso di acqua in uscita ma allo stesso
tempo le dimensioni del provino variano per
effetto della compressione dell’aria nei vuoti
intergranulari.
Per una corretta valutazione della variazione
di volume occorre quindi misurare sia l’acqua che defluisce che il volume totale del
provino, come indicato nello schema della
pagina a fianco.
La soluzione per queste misure è rappresentata da una cella triassiale a doppia parete:
la stessa pressione all’interno e all’esterno
della parete interna (realizzata in vetro in
modo da evitare qualsiasi assorbimento
d’acqua) non determina alcuna espansione
della cella interna.
Inserendo un misuratore di volume nel circuito della pressione in cella è possibile misurare
la variazione di volume totale del solo provino.
Modelli disponibili
Dettaglio della cella a doppia parete 28-WF4170
e 28-WF4171
- La doppia cella è costruita sulla flangia
superiore di una cella triassiale in
modo che:
- la cella triassiale può essere
utilizzata come un modello standard
- si ottiene un perfetto allineamento
tra la boccola interna ed esterna
dello stelo
- Un solo stelo per effettuare sia prove
in estensione che in compressione
- Il posizionamento del provino avviene
in modo identico sia per provini saturi
che non saturi
- Il fissaggio della parte superiore della
cella alla base avviene nello stesso
modo di una cella standard
- La cella interna e quella esterna
vengono riempite e svuotate
contemporaneamente
Accessori per le celle triassiali a doppia
camera
28-WF4170
Cella triassiale a doppia parete per prove
su terreni non saturi con provini da 70
mm di diametro, completa di 6 uscite
28-WF4171
Cella triassiale a doppia parete per prove
su terreni non saturi di provini da 100
mm di diametro, completa di 6 uscite
Ogni cella deve essere completata con gli
appositi accessori elencati in tabella. Nel
caso di prove con il metodo della traslazione
degli assi è necessario utilizzare il piedistallo
con la pietra porosa ad alta pressione d’ingresso.
Accessori
Modello di cella a doppia parete
28-WF4170
28-WF4171
Diametro del provino
Piedistallo di base compreso di pietra
porosa ad alta pressione d’ingresso
Testina per celle a doppia parete
70 mm
28-WF4170/1
100 mm
28-WF4171/1
28-WF4170/2
28-WF4171/2
47
Prove triassiali
28
(seguito)
Metodologie sviluppate e in corso di
realizzazione
Le metodologie di prova su terreni non saturi sono tuttora oggetto di studi, ricerche e
sperimentazioni.
Fra queste è stato messo a punto il Metodo
della traslazione degli assi che consente il
controllo della pressione d’aria all’interno del
provino, indipendentemente dalla pressione
interstiziale dell’acqua come in seguito
descritto.
Sono inoltre in corso sperimentazioni con
l’utilizzo di Trasduttori di suzione come
descritto a pag. 49.
Metodo di traslazione degli assi con
pietra porosa ad alta pressione di
ingresso (HAES)
Quando si tratta di testare un provino caratterizzato da elevata suzione, il principale
problema consiste nell’impedire che il provi-
no aspiri l’acqua contenuta nella pietra
porosa inserita nel plinto di base della cella
triassiale, con conseguenti fenomeni di cavitazione nel sistema di misura della pressione
interstiziale.
A tal fine il disco poroso tradizionale viene
sostituito da un pietra porosa ad alta pressione di ingresso (HAES=high air entry
stone), cementata nel plinto di base per
impedire all’acqua di passare esternamente
alla pietra porosa. Questa pietra può essere
attraversata dall’acqua ma non dall’aria a
determinati livelli di pressione. Ad esempio
una pietra porosa HAES da 5 bar non lascia
passare aria in pressione per valori inferiori o
uguali a 5 bar.
Questo sistema impedisce che il provino
aspiri l’acqua dalla pietra porosa; non impedisce invece che si creino fenomeni di cavitazione, al di sotto della pietra porosa, all’interno del circuito di misura della pressione
interstiziale.
Al fine di evitare fenomeni di cavitazione e
permettere la misura della suzione, si può
ricorrere al metodo di traslazione degli assi:
si applica all’interno del provino una pressio-
ne d’aria, di entità inferiore o uguale a quella caratteristica della pietra porosa HAES.
Infatti, se la pressione dell’aria all’interno del
provino è pari alla pressione atmosferica
(cioè pari a zero), le pressioni dell’acqua
interstiziale risultano negative e quindi non
misurabili dai normali trasduttori di pressione. Aumentando invece la pressione d’aria le
pressioni dell’acqua interstiziale diventano
positive, mantenendo inalterata la differenza
tra pressione d’aria e pressione d’acqua,
mantenendo cioè il livello di suzione iniziale.
La pressione d’aria viene applicata all’interno
del provino attraverso il circuito di drenaggio
superiore, come se si trattasse di una contropressione, fino ad un livello di 200 kPa inferiore alla pressione caratteristica della pietra
porosa HAES. In questo modo sia la pietra
porosa che il circuito di misura della pressione interstiziale vengono sottoposte a pressioni positive. La pressione di suzione del
provino è data dalla differenza tra la contropressione d’aria applicata e la pressione
idraulica (positiva) misurata.
CONFIGURAZIONE TIPICA DI UN SISTEMA PER PROVE TRIASSIALI SU PROVINI
DIA. 70 MM CON IL METODO DI TRASLAZIONE DEGLI ASSI E CELLA TRIASSIALE
DOPPIA 28-WF4171
Schema del metodo “Traslazione degli assi”
Parete
cella
Parete
interna
in vetro
Pietra porosa ad
alta pressione di
ingresso dell’aria
Pressione
aria
Pressione in cella
Pressione
interstiziale
(acqua)
Contropressione
48
Codice
28-WF4171
28-WF4170/1
28-WF4170/2
28-WF4005
28-WF2015
28-WF2016/2
28-WF4220
28-WF2001
28-WF2064
28-WF0491/2
28-WF4225
28-WF4331
28-WF4330/2
28-WF4320
28-WF4191
28-WF6353
30-WF6208
30-WF6221
28-WF6300
28-WF6300
28-WF6310
28-WF4410
30-WF6016
30-WF6042
Opzioni
28-WF4079/K
30-WF6042
Descrizione
q.tà
Cella triassiale a doppia camera per provini fino a 100mm di dia.
Piedistallo per provini dia. 70mm inclusa HAES
Testina superiore per provini da 70mm
Macchina triassiale da 50kN
Filtro per compressore
Serbatoio disaerante
Pompa per vuoto
Tubo di gomma per vuoto
Trappola per acqua
Pannello per serbatoio acqua disaerata
Pannello triassiale a tre vie
Manometro digitale
Celle a membrana aria/acqua
Matassa da 10m di tubo da 6x8mm dia.
Cella di carico immersa da 5kN
Trasduttore di spostamento da 25mm
Staffa di collegamento per pistone dia. 25mm
Trasduttore per misura pressione interstiz. e contropressione
Trasduttore per misura pressione dell’aria
Sist. Automatico misura variazione di volume
GEODATALOG 16 canali
Prolunghe da 6m per trasduttori
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
1
1
1
1
1
2
2
1
6
Trasduttori “on sample” per provino da 70mm dia.
Prolunghe da 6m per trasduttori
1
3
Prove triassiali 28
(seguito)
ne all’interno del trasduttore. A quel punto
il valore di suzione torna rapidamente alla
pressione atmosferica.
Schema del trasduttore di suzione
Utilizzo dei trasduttori di suzione
Il trasduttore di pressione può essere utilizzato in diverse applicazioni che permettono
di applicare la pietra ceramica a contatto
con il terreno. Il trasduttore viene inserito
direttamente all’interno del plinto di base
della cella triassiale a doppia parete, dal
quale può essere facilmente rimosso e risaturato nel momento in cui si verifica la
cavitazione. Può essere anche posizionato a
metà altezza del provino per misurare valori
di pressione sia positivi che negativi. Questi
trasduttori possono essere impiegati anche
in sito, su pendii o terrapieni, per monitorare
la variazione di pressione durante le stagioni. Per maggiori informazioni riguardo a
questa attrezzatura è possibile rivolgersi al
nostro dipartimento tecnico/commerciale.
Corpo in acciaio
Disco ceramico
da 15bar
Serbatoio acqua
Trasduttore ceramico
Trasduttore di suzione
kPa
Come accennato nella parte introduttiva,
sono in corso sperimentazioni con trasduttori di suzione.
I vantaggi che ne derivano consistono nel
fatto di poter testare il provino nel suo stato
naturale, dove la pressione dell’aria contenuta è uguale alla pressione atmosferica e la
pressione dell’acqua è negativa. Questo
riproduce fedelmente il processo di essiccazione naturale. Quando un terreno si asciuga
in modo naturale, desatura conseguentemente all’ingresso periferico dell’aria e alla
cavitazione all’interno dei pori.
La divisione Wykeham Farrance della Controls, in collaborazione con l’università di
Durham, ha sviluppato un nuovo trasduttore di suzione. Le prestazioni di questo tipo di
trasduttori vengono imposte in termini di
valore negativo minimo di pressione misurabile prima che avvenga la cavitazione.
Recenti studi hanno rivelato che il range e la
stabilità della misura di pressioni negative
ottenuta con i tensiometri dipende dal raggiungimento della completa saturazione del
filtro e del reservoir posto dietro la pietra
ceramica (Ridley e Burland, 1993).
Qualsiasi piccola bolla d’aria non dissolta o
una particella possono rappresentare un
potenziale nucleo dove l’acqua in tensione
può causare la cavitazione. Il trasduttore di
suzione è costituito da un trasduttore ceramico miniaturizzato fuso ad una pietra
porosa ad alta pressione d’ingresso (15bar) e
da un piccolo serbatoio sufficientemente
grande da permettere la deflessione del diaframma ceramico.
Questo sistema ha permesso di misurare con
successo valori di suzione fino a 2000kPa. Il
grafico mostra il processo di essiccamento
del trasduttore di suzione. Il trasduttore
viene prima saturato in modo abbia poi la
possibilità di iniziare il suo processo di essiccazione. L’evaporazione che avviene attraverso la pietra ceramica ad alta pressione
d’ingresso riproduce l’essiccamento del terreno in condizioni naturali. All’evaporare dell’acqua dalla superficie corrisponde una continua diminuzione della pressione misurata
(suzione), finché non si verifica la cavitazio-
Tempo (min)
Misura della pressione negativa rispetto al tempo effettuata con trasduttore di suzione
49
Sistemi triassiali automatici
29
Capacità di effettuare e controllare in
maniera automatica da un solo PC più
prove triassiali contemporanee
e indipendenti
Vantaggio di disporre di un sistema
espandibile in maniera modulare nelle
attrezzature, nell’hardware e
nel software
Prove Triassiali Effective e Stress Path
Il Sistema Triassiale Automatico AUTOTRIAX
non solo permette di realizzare in automatico
le prove triassiali “Effective Stress” con tutti
i vantaggi sopra indicati, ma rappresenta l’unica e insostituibile apparecchiatura per effettuare le prove triassiali “Stress Path”.
Questo tipo di prova triassiale permette infatti di riprodurre e simulare in laboratorio le
variazioni di stato tensionale all’interno di un
terreno per effetto delle azioni esterne prodotte dalle opere: compressione ed estensione sia
in condizioni di carico (incrementando cioè le
pressioni verticali e orizzontali) che di scarico
(riducendo cioè le stesse pressioni). In poche
parole, il terreno in esame, per effetto ad
esempio di uno scavo o di una costruzione o di
un evento naturale, viene sottoposto a variazioni sostanziali delle tensioni principali che
possono essere riprodotte in laboratorio. Data
la complessità, questo tipo di prova può essere effettuata in maniera accurata soltanto
mediante un sistema automatico servocontrollato a loop chiuso.
Capacità di eliminare, per effetto del
controllo automatico, le cause di
errore derivanti ad esempio da
condizioni ambientali, interventi
dell’operatore, tarature inadeguate, ecc.
Ottimizzazione delle produttività del
laboratorio: prestazioni di prova 24 ore
su 24 per 7 giorni alla settimana senza
interruzione con una significativa
riduzione del costo per prova
Possibilità di adeguare i sistemi
triassiali tradizionali esistenti anche se
di altre marche
Configurazione tipica di un sistema AUTOTRIAX per prove effective stress o stress path
Un solo PC con unità di acquisizione (ATD) e di controllo (RTC) possono gestire
contemporaneamente tre sistemi triassiali completi
Prove di permeabilità in cella triassiale
Le prove di permeabilità possono essere
effettuate automaticamente con il Sistema
AUTOTRIAX utilizzando i componenti specifici. (Per i dettagli vedi a pag. 58).
Prove su terreni non saturi
Le prove triassiali su terreni non saturi possono essere effettuate automaticamente con
il Sistema AUTOTRIAX utilizzando i componenti specifici. (Per i dettagli vedi a pag. 58).
50
Conseguimento di un regime di
sperimentazione in grado di produrre
risultati corretti, ripetibili
e rintracciabili
Sistemi triassiali automatici 29
(seguito)
DESCRIZIONE DEL SISTEMA AUTOTRIAX
Il sistema è costituito essenzialmente dai
seguenti componenti:
Pressa triassiale
Due i modelli disponibili:
28-WF4005 da 50 kN oppure 28-WF4010,
da 100 kN.
Cella triassiale con testina superiore
per vuoto
Sono adatti i nostri modelli Tri-Cell Plus da
28-WF4070/P a 28WF4150/P in quanto
possono essere dotati di testina superiore
per vuoto da 28-WF4032/V a 28-WF4152/V
gestire tutte le fasi dei diversi tipi di prove
triassiali.
Sono disponibili diversi pacchetti, in funzione del tipo di prova: da 29-WF4616/S1 a
29-WF4616/S5. (Vedi a pag. 55).
Unità di Controllo
L’Unità RTC (Real Time Control box)
29-WF4530 è il cervello del Sistema AUTOTRIAX. Con l’inserimento dei moduli di espansione 29-WF4537 e dei moduli aggiuntivi di
pressione 29-WF4531, permette di controllare
e azionare automaticamente fino a 3 sistemi
triassiali completi, per diversi tipi di prove
triassiali, prove di permeabilità e prove sui terreni non saturi.
Unità di acquisizione dati
L’Unità ATD (Automatic Triaxial Datalog),
29-WF4616 ed espansione 29-WF4616/UP1
permette l’acquisizione dati e la trasmissione
in rete ad alta velocità delle misure effettuate dai vari trasduttori di prova all’Unità di
Controllo in Tempo Reale RTC.
Pacchetti software
Rappresentano l’interfaccia tra l’operatore e
il Sistema AUTOTRIAX al fine di impostare e
Sono disponibili due modelli selezionabili in
funzione della massima pressione di prova
richiesta:
- HYDROMATIC, attuatore idraulico servocontrollato 29-WF4502 per pressioni fino
a 3500 kPa
- SERVOFLOW, servovalvola elettropneumatica 29-WF4511 ed espansione 29-WF4512
per pressioni fino a 1000 kPa.
Le Microelettrovalvole On/Off 29-WF4515
sono accessori per le linee di pressione.
Tutti i componenti indicati sono descritti in
dettaglio nelle pagine seguenti.
Diagramma di flusso di un Sistema AUTOTRIAX
RTC
ATD
9
1
HYDROMATIC
2
3
8
6
5
10
7
4
VOLUME CHANGE
RTC Unità di controllo in tempo reale a loop chiuso
per le seguenti unità:
1 Hydromatic per la pressione in cella
2 Hydromatic per la contropressione
3 Misuratore elettronico di variazione di volume
con inversione automatica di flusso
4 Tritech 50 pressa triassiale
TRITECH
ATD Acquisizione dati per sistemi triassiali automatici per misure di:
5
6
7
8
9
Forza assiale da cella di carico immersa
Spostamento assiale da trasduttore di spostamento
Pressione in cella da trasduttore di pressione
Contropressione da trasduttore di pressione
Variazione di volume da trasduttore di volume con inversione
automatica di flusso
10 Pressione interstiziale da trasduttore di pressione
51
29
Sistemi triassiali automatici. Unità di controllo
Real Time Control box
UNITÀ DI CONTROLLO DELLE PROVE
TRIASSIALI AUTOMATICHE
Descrizione
L’Unità base RTC è costituita da un modulo di
controllo alloggiato in un rack espandibile.
Questa configurazione base permette di effettuare, in modalità completamente automatica,
una prova triassiale tipo “effective stress” oppure “stress path”. L’inserimento di due moduli di
espansione (29-WF4537) permette di controllare in maniera completamente automatica e
indipendente tre sistemi triassiali.
Il singolo modulo di controllo dell’Unità RTC
può gestire:
- due linee di pressione fino a 3000 kPa
- due valvole ON/OFF per le linee di drenaggio
- una pressa triassiale (velocità e direzione di
avanzamento)
- un misuratore di variazione di volume con
inversione automatica di flusso
L’Unità base RTC è fornita completa di software di gestione della taratura dei trasduttori e
della impostazione dei sistemi triassiali automatici. I dati di taratura possono essere esportati su appositi fogli elettronici per successiva
archiviazione, certificazione e stampa.
L’Unità RTC, il Data Logger ATD e il computer
che fa girare gli specifici moduli software sono
collegati ad una rete di comunicazione e controllo ad alta velocità che permette una simultanea e continua comunicazione tra i moduli
dell’unità RTC, il Data Logger ATD e il computer.
Quando il modulo dell’RTC riceve un comando
dal software di prova (ad es. un aumento di
pressione, la chiusura di una linea di pressione
della cella triassiale, una variazione di velocità
della pressa triassiale, l’inversione di flusso sul
misuratore di variazione di volume), i comandi
vengono inviati al sistema triassiale attraverso
un sistema di controllo a loop chiuso utilizzando come retroazione le misure acquisite dal
Data Logger ATD.
L’Unità RTC quindi lavora indipendente dal
software di prova mantanendo tutti i parametri
correnti fino a quando nuovi comandi vengono
inviati sempre dal software di prova.
N o t a
me. Su un sistema base RTC si possono installare fino a 3 moduli di questo tipo (utilizzati nelle
prove di permeabilità o su terreni non saturi).
Sistema Base RTC
110-240 V, 50-60 Hz, 1 ph.
Unità base per controllare un sistema
triassiale automatico
Caratteristiche
Caratteristiche
Hardware:
Sistema firmware di controllo a loop chiuso
comprendente: - 2 uscite per il controllo di due
linee di pressione - 2 uscite di azionamento per
due valvole a solenoide ON/OFF - 2 uscite di
azionamento per due misuratori di variazione di
volume con inversione di flusso - 1 uscita
seriale RS232 per il controllo di una pressa
triassiale - 1 porta di rete Ethernet
Software:
Software di gestione del modulo RTC
• Gestione dei canali
• Calibrazione trasduttori
- da 2 a 10 punti
- lineare o polinomiale
- esportazione dei dati di calibrazione per
la stampa di certificati
Come per il modulo 29-WF4530 descritto precedentemente, eccetto l'usicta seriale RS232 e
la porta di rete ethernet che non sono presenti.
29-WF4537
Modulo di Espansione RTC
Questo modulo, aggiunto all’unità base
29-WF4530, permette di controllare in maniera
completamente automatica un secondo sistema triassiale. Su un sistema base RTC si possono installare fino ad un massimo di due unità di
espansione 29-WF4537 per gestire fino a 3
sistemi triassiali automatici.
Caratteristiche
Come per il modulo 29-WF4530 descritto
precedentemente
n o t a
Per l’utilizzo dei fogli elettronici di certificazione
tarature è richiesto il pacchetto Excel® Microsoft
29-WF4531
Inserimento di un modulo 29-WF4531 e uno
29-WF4537 (rispettivamente secondo e terzo da
sinistra) in un sistema RTC base 29-WF4530.
Modulo di Espansione RTC per due
linee di pressione
Questo modulo, aggiunto all'unità base
29-WF4530 o alla 29-WF4537, permette di controllare due linee di pressione aggiuntive e i relativi accessori di misura della variazione di voluUscita digitale per il Uscita analogica per il
controllo remoto da controllo della pressione
con SERVOFLOW e/o
una a tre presse
triassiali
HYDROMATIC
n o t a
i moduli 29-WF4531 e 29-WF4537, se acquistati
successivamente al modulo base, devono essere
installati dal costruttore sul modulo base.
Uscita digitale per il
controllo delle valvole
a solenoide ON/OFF
Ingresso analogico dai
trasduttori e sensori
(fino a 32 canali)
ATD
Datalogger per triass. autom.
RTC
Unità di controllo 29-WF4530
29-WF4616 o 29-WF4632
con moduli di espansione
29-WF4531 e 29-WF4537
Letture
i m p o r t a n t e
Aggiornamento dei sistemi triassiali
esistenti. Il vantaggio del sistema RTC è
che le macchine triassiali tradizionali esistenti possono entrare a far parte di un
sistema triassiale semi-automatico. Per
passare successivamente ad un sistema
completamente automatico, è sufficiente
inserire una pressa triassiale modello Tritech 29-WF4005 o 29-WF4010 ed eventualmente (per le prove “stress path”) gli
accessori per le prove in estensione.
52
29-WF4530
Stringa di
comando
Convertitore LAN - RS232
Stringa di
comando
29-WF4640
Letture
LAN hub 29-WF4645
Stringa di comando
* P.C. a cura dell’utilizzatore
Letture
P.C.* e moduli
software
Stringa di
comando
Sistemi triassiali automatici /Sistemi di pressione/Misura variaz. volume
UNITÀ PNEUMATICA SERVOCONTROLLATA PER PRESSIONI FINO A 1000 kPa
UNITÀ IDRAULICA SERVOCONTROLLATA
PER PRESSIONI FINO A 3000 kPa
Descrizione
Descrizione
Il sistema pneumatico SERVOFLOW è costituito da un regolatore elettropneumatico che
riduce la pressione pneumatica di alimentazione al valore richiesto, direttamente proporzionale al segnale elettrico di ingresso, ricevuto dall’unità di controllo RTC box. Ciascuna
unità include una valvola automatica di sicurezza integrata.
Il sistema idraulico HYDROMATIC è costituito
da un attuatore idraulico azionato da un
moto-riduttore epicicloidale, collegato ad un
sistema a vite a ricircolazione di sfere, montato su due guide di acciaio mediante pattini
in ptfe. L’apparecchiatura è fissata ad un
telaio metallico all’interno del quale è altresì
alloggiata l’elettronica di azionamento, controllato dall’Unità RTC. La copertura in Perspex permette di controllarne il movimento.
29-WF4511
SERVOFLOW Sistema base
L’unità è dotata di un sistema che permette il
controllo di una linea di pressione. Può essere facilmente estesa mediante l’installazione
di un SERVOFLOW di espansione per il controllo di due linee di pressione.
29-WF4502
HYDROMATIC attuatore idraulico
servocontrollato per pressione
regolabile fino a 3500 kPa
Caratteristiche
Pressione in uscita: regolabile da 0 a 3500 kPa
Capacità: 250 cc
Accuratezza: 0.1% del f.s.
Risoluzione: 0,5 mm3
Collegamento elettrico: connettore 25 pin
tipo D
Alimentazione: 110-240 V, 50-60 Hz, 1 ph.
A Peso: 5 kg
HYDROMATIC 29-WF4502
Caratteristiche
Pressione di alimentazione: fino a 1000 kPa
Pressione in uscita: regolabile da 0 a 1000 kPa
Consumo aria: 0.1 m3/h
Collegamento elettrico: connettore 25 pin
tipo D
A Peso: 2 kg
29-WF4512
SERVOFLOW Espansione
Sistema aggiuntivo di controllo pneumatico
utilizzato per espandere il sistema base SERVOFLOW 29-WF4511 al controllo di due linee
di pressione.
Caratteristiche
Pressione di alimentazione: fino a 1000 kPa
Pressione in uscita: regolabile da 0 a 1000
kPa
Consumo aria: 0.1 m3/h
VALVOLA AUTOMATICA ON/OFF PER
CIRCUITI DI PRESSIONE
Descrizione
Questa valvola a solenoide a due vie è inserita
sulla cella triassiale per aprire e chiudere automaticamente i circuiti idraulici ad essa collegati. Alimentata e controllata dal modulo RTC.
29-WF4515
Elettrovalvola a due vie
Caratteristiche
Tensione di alimentazione: 24 Vcc dal
modulo RTC
Tempo di risposta: inferiore a 10 msec
A Peso: 0.2 kg
sistemi idraulici o pneumatici. Gli indicatori
LED del pannello frontale permettono di
identificare lo stato di flusso e di by-pass.
29-WF4412
Misuratore automatico di variazione
di volume con inversione automatica
del flusso
Caratteristiche
Capacità: 100 cc
Accuratezza: 0.1 cc
Massima pressione di lavoro: 2000 kPa
Tensione di alimentazione: 24 Vcc dal
modulo RTC
Tempo di risposta: inferiore a 10 msec
A Peso: 9 Kg
MISURATORE AUTOMATICO DI VARIAZIONE
DI VOLUME CON INVERSIONE AUTOMATICA
DEL FLUSSO
Descrizione
n o t a
L’unità di espansione SERVOFLOW
29-WF4512 deve essere pre-installata dal
costruttore
L’unità è costituita da un trasduttore di variazione di volume standard con valvole a solenoide integrate, che permettono di effettuare
automaticamente le operazioni di inversione
di flusso idraulico o di by-pass.
Il sistema è alimentato e controllato direttamente dall’unità RTC in modo da permettere la
misura continua della variazione di volume del
provino nel corso di una prova. Il misuratore di
variazione di volume può essere abbinato ai
29-WF4412
53
29
Sistemi triassiali automatici/Acquisizione ed elaborazione dati
Automatic Triaxial Datalog
Introduzione
L’Unità di acquisizione ATD (Automatic
Triaxial Datalog) che viene proposta in
due versioni (a 16 o a 32 canali) permette l’acquisizione dati nei sistemi
triassiali automatici.
L’ATD è l’interfaccia tra l’unità di controllo RTC che aziona le prove e il PC,
mettendo in rete ad alta velocità le
misure effettuate dai trasduttori, in
modo che possano essere rilevate dall’unità di controllo RTC e dal computer
che opera sui moduli software per il
controllo, la gestione automatica delle
prove triassiali, l’acquisizione dati e l’elaborazione.
I valori di offset e di guadagno di ogni
canale possono essere regolati in fase di
taratura e memorizzati nel firmware.
L’ADT è compatibile con tutta la gamma
di trasduttori forniti con un sistema
triassiale automatico per le varie misure
di prova (pressione interstiziale, pressione in cella, variazione di volume, misure
dirette sul provino, forza assiale, ecc.)
29-WF4616
ATD Unità di acquisizione dati a 16
canali per i sistemi triassiali automatici
29-WF4616/UP1
Modulo ATD di espansione per portare
l’unità 29-WF4616 da 16 a 32 canali
per i sistemi triassiali automatici.
Il modulo deve essere pre-installato dal
costruttore
Ingresso dei sensori:
- Da –10V a +10V compresi i seguenti sensori:
- qualsiasi sensore amplificato con
uscita DC
- trasduttori potenziometrici
- trasduttori a ponte estensimetrico con
uscita in mV/V DC (celle di carico,
trasduttori di pressione, trasduttori
lineari ed equivalenti)
Impedenza dei sensori: da 100 Ohm a 10
kOhm
Risoluzione: +/- 32000 divisioni
Campionamento: regolabile fino a 10
acquisizioni/sec per canale
Capacità memoria dati: 8 Mbytes
Porte di comunicazione: RS232 e USB per
scarico dati a PC (software incluso)
Alimentazione: 110-230V; 50-60Hz; 1 F
Firmware
Adatto per controllo remoto del datalogger
con moduli software AUTOGEOLAB (vedere
pag. 53 descrizione a parte)
I requisiti minimi del PC da utilizzare sono i
seguenti:
- processore con clock uguale o superiore a
500 MHz
- almeno 200 MByte di spazio disponibile
sull’hard disk
- 512 MByte di memoria RAM
- lettore CD - ROM
- 1 porta seriale RS232 libera o USB con
adattatore USB-RS232 o scheda Ethernet
libera con adattatore Ethernet-RS232
- sistema operativo Windows® 2000 professional o XP
- risoluzione min. scheda video/monitor
800x600 pixel
- consigliato MS Excel®
- stampante formato A4
B Dimensioni: 320x270x140 mm (lxdxh)
A Peso approx.: 2,5 kg
Hardware
Numero di canali: 16 (29-WF4616) o 32
(29-WF4616 con 29-WF4616/UP1)
Uscite dei sensori:
- Alimentazione Vexc regolabile fino a 10V
DC (comune per tutti i canali)
- Compatibile con sensori a 3 o 4 fili, “single ended” o differenziali
54
ATD 29-WF4616
Pannello posteriore
ATD 29-WF4616 con 29-WF4616/UP1
n o t a
Il modulo di espansione a 16 canali
29-WF4616/UP1 deve essere pre-installato
dal costruttore
Interfacce e accessori
29-WF4640 Convertitore LAN-RS232
per collegare l’Unità ATD al modulo di
comunicazione 29-WF4645.
29-WF4645 Modulo LAN(*) HUB a 8
uscite. Utilizzato per mettere in rete di
comunicazione ad alta velocità il PC e i
moduli ATD ed RTC
* LAN = Local Area Network
Sistemi triassiali automatici / Acquisizione ed elaborazione dati, moduli software
MODULI SOFTWARE AUTOGEOLAB
PER PROVE TRIASSIALI AUTOMATICHE
Introduzione
Questi pacchetti software operano in
abbinamento con l’unità di controllo
RTC, i relativi moduli di estensione, l’unità di acquisizione ATD, tutte collegate in rete.
Essi permettono di effettuare prove
triassiali “effecive stress” e “stress path”
in modo completamente automatico,
seguendo le procedure previste dalle
principali Normative Internazionali,
quali ad esempio BS1377, ASTM ed
EN.
Dall’inizio alla fine della prova triassiale i moduli software permettono il controllo continuo della pressa, la regolazione automatica dei generatori delle
pressioni idrauliche, l’apertura e chiusura delle linee di pressione collegate
alla cella triassiale e la misura continua
delle variazioni di volume, in modo da
effettuare in automatico i diversi passi
di prova.
I moduli software sono altresì completati dalla funzione di trasferimento
automatico dei dati di prova su apposito foglio elettronico di certifcazione e
stampa, che può essere facilmente personalizzato.
Sono disponibili i seguenti moduli software:
29-WF4616/S1
Software per prove triassiali
“effective stress” secondo BS 1377:8
Per effettuare automaticamente le diverse
fasi di una prova triassiale secondo la Normativa BS 1377 : Parte 8
- Fase di saturazione a controllo automatico
- Consolidazione isotropica con misure della
variazione di volume
- Prove triassiali consolidate non drenate
con o senza misura della pressione interstiziale
- Prove triassiali consolidate drenate con
misura della variazione di volume
- Fase di rottura in estensione (drenata o
non drenata)
- Esportazione dati e certificazione su apposito foglio elettronico (*)
29-WF4616/S4
“effective stress” secondo
ASTM D4764
fasi di una prova triassiale secondo la Normativa ASTM D4764
- Fase di saturazione a controllo automatico
- Consolidazione isotropica con misure della
- Prove triassiali consolidate non drenate
con o senza misura della pressione interstiziale
- Prove triassiali consolidate drenate con
misura della variazione di volume
- Prove triassiali “multistage”
- Fase di rottura in estensione (drenata o
non drenata)
29-WF4616/S2
“stress path”
fasi di una prova triassiale a stress path controllato:
- Fase di saturazione:
-automatica o manuale
- Fase di consolidazione:
- isotropa
- anisotropa
- ko con controllo della pressione assiale
o radiale
- ko con incremento della pressione
assiale le condizioni ko possono essere
controllate sia attraverso la misura
della deformazione diametrale che
della variazione di volume
- Stato tensionale impostato dall’utente
(in termini q – p oppure s - t)
- Fase di rottura in compressione o estensione
55
29
29-WF4616/S5
Software per prove triassiali su terreni
non saturi
Per effettuare automaticamente le fasi di
prova su terreni non saturi secondo il metodo della traslazione degli assi:
- Controllo simultaneo ed indipendente
della pressione dell’aria, pressione dell’acqua contenuta nei pori e della pressione in
cella e carico assiale
- esecuzione delle varie fasi di prova: saturazione, consolidazione e taglio
- Memorizzazione dei dati di prova di tutte
le fasi di prova
29-WF4616/S6
Software per prove di permeabilità
secondo la BS 1377: 6
Per effettuare automaticamente le prove di
permeabilità in cella triassiale secondo la
norma BS 1377: 6, parte 6.3:
- Fase di saturazione con controllo automatico
- Fase di consolidazione isotropica con
misura della pressione interstiziale e della
- Procedura automatica per creare il carico
idraulico attraverso il provino e il conseguente flusso a carico costante
- Esportazione dati e certificazione su apposito foglio Excel®
56
SOFTWARE AUTOTRIAX
ALCUNI ESEMPI DI VIDEATE
Schema dei collegamenti alla cella triassiale
in configurazione per prove stress-path
Taratura di un trasduttore lineare via
software
Settaggio degli azionamenti per una prova
effective stress
57
29
Sistemi triassiali automatici. Configurazioni tipiche
AUTOTRIAX - CONFIGURAZIONE TIPICA
DI SISTEMI TRIASSIALI
Espansione da 1 a 3 sistemi triassiali
per diversi tipi di prove e diversi livelli
di pressione.
Le tabelle sucessive propongono di servire da
guida per la configurazione di un sistema di
TABELLA A - SISTEMA IDRAULICO PER PRESSIONE IN CELLA FINO A 1000 kPa E CONTROPRESSIONI FINO A 1000 kPa
Codice
Descrizione
29-WF4530
29-WF4531
29-WF4537
29-WF4511
29-WF4512
28-WF4320
28-WF4005
29-WF4515
29-WF4412 (*)
29-WF4616
29-WF4616/UP1
29-WF4645
29-WF4640
29-WF4616/S1
29-WF4616/S2
29-WF4616/S4
29-WF4616/S5
29-WF4616/S6
Modulo base RTC per il controllo di un sistema AUTOTRIAX
Modulo di espansione RTC per due linee di pressione addizionali
Modulo di espansione RTC per il controllo di un sistema AUTOTRIAX addizionale
SERVOFLOW Unità pneumatica servocontrollata per pressioni fino a 1000 kPa.
SERVOFLOW Unità pneumatica di espansione
Cilindro aria acqua
Pressa triassiale Tritech 50
Elettrovalvola ON / OFF
Misuratore di variazione di volume con inversione automatica di flusso
ATD Data Logger a 16 canali
ATD modulo di espansione a 16 canali
LAN – HUB
Convertitore LAN - RS232 1
Modulo software per prova triassiale automatica “effective stress” BS
Modulo software per prova triassiale automatica “stress path”
Modulo software per prova triassiale automatica “effective stress” ASTM
Modulo software per prova triassiale automatica su terreni non saturi
Modulo software per prova di permeabilità in cella triassiale BS
Numero di sistemi
“Effective Stress”
1
2
3
1
1
1
2
1
2
1
1
1
1
1
1
-
1
1
2
2
4
2
4
2
1
1
1
1
1
-
1
2
3
3
6
3
6
3
1
1
1
1
1
1
-
Numero di sistemi
“Stress Path”
1
2
3
1
1
1
2
1
2
1
1
1
1
1
-
1
1
2
2
4
2
4
2
1
1
1
1
-
1
2
3
3
6
3
6
3
1
1
1
1
1
-
1
2
1
2
1
1
1
1
1
-
1
1
4
2
4
2
1
1
1
1
-
1
2
6
3
6
3
1
1
1
1
1
-
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
-
1
1
2
2
2
2
4
2
1
1
1
1
-
1
2
3
3
3
3
6
3
1
1
1
1
1
-
TABELLA B - SISTEMA IDRAULICO PER PRESSIONE IN CELLA FINO A 3000 kPa E CONTROPRESSIONI FINO A 3000 kPa
29-WF4530
29-WF4531
29-WF4537
29-WF4502
29-WF4511
28-WF4005
29-WF4515
29-WF4412 (*)
29-WF4616
29-WF4616/UP1
29-WF4645
29-WF4640
29-WF4616/S1
29-WF4616/S2
29-WF4616/S4
29-WF4616/S5
29-WF4616/S6
HYDROMATIC Unità idraulica servocontrollata per pressioni fino a 3000 kPa.
LAN – HUB
1
2
1
2
1
1
1
1
1
1
-
1
1
4
2
4
2
1
1
1
1
1
-
1
2
6
3
6
3
1
1
1
1
1
1
-
TABELLA C - SISTEMA IDRAULICO PER PRESSIONE IN CELLA FINO A 3000 kPa E CONTROPRESSIONI FINO A 1000 kPa
29-WF4530
29-WF4531
29-WF4537
29-WF4502
29-WF4511
29-WF4512
28-WF4320
28-WF4005
29-WF4515
29-WF4412 (*)
29-WF4616
29-WF4616/UP1
29-WF4645
29-WF4640
29-WF4616/S1
29-WF4616/S2
29-WF4616/S4
29-WF4616/S5
29-WF4616/S6
HYDROMATIC Unità idraulica servocontrollata per pressioni fino a 3000 kPa.
SERVOFLOW Unità pneumatica di espansione
Cilindro aria acqua
LAN – HUB
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
-
1
1
2
2
2
2
4
2
1
1
1
1
1
-
1
2
3
3
3
3
6
3
1
1
1
1
1
1
-
(*) Nelle linee di pressione in cella e contropressione, dove è collegato il misuratore di variazione di volume 29-WF4412La contropressione dovranno essere limitate a 2000 kPa c
(**) Le prove triassiali sui terreni non saturi con il metodo della traslazione degli assi si intendono effettuate con una pressione d’aria massima di 1000 kPa
58
Sistemi triassiali automatici. Configurazioni tipiche
prova automatico (riferendosi solamente ai
componenti necessari all’automatismo).
Numero di sistemi
“Permeabilità”
1
2
3
Numero di sistemi
“Non Saturi” (**)
1
2
3
1
1
2
1
3
3
2
1
1
1
1
1
2
1
4
2
6
6
4
1
1
1
1
1
3
2
6
3
9
9
6
1
1
1
1
1
1
1
2
1
2
1
3
2
1
1
1
1
-
1
2
1
4
2
4
2
6
4
1
1
1
1
1
-
1
3
2
6
3
6
3
9
6
1
1
1
1
1
-
1
1
3
3
2
1
1
1
1
1
2
1
6
6
4
1
1
1
1
1
3
2
9
9
6
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
3
2
1
1
1
1
-
1
2
1
4
2
2
6
4
1
1
1
1
1
-
1
3
2
6
3
3
9
6
1
1
1
1
1
-
1
1
1
1
1
2
3
2
1
1
1
1
1
2
1
2
2
2
4
6
4
1
1
1
1
1
3
2
3
3
3
6
9
6
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
3
2
1
1
1
1
-
1
2
1
4
2
2
2
6
4
1
1
1
1
1
-
1
3
2
6
3
3
3
9
6
1
1
1
1
1
-
Tre possibili configurazioni di sistemi triassiali automatici per prove
effective stress.
che è la massima pressione di lavoro del
59
29
Sistemi triassiali automatici/Celle di carico/Trasduttori di spostamento
TRASDUTTORI DI SPOSTAMENTO
CELLE DI CARICO IMMERSE
Progettate per lavorare all’interno delle celle
triassiali sono caratterizzate da bassa isteresi,
alta linearità ed elevata sicurezza nei confronti dei sovraccarichi.
Le celle di carico immerse vengono fornite
complete di stelo di carico in modo da essere
facilmente montate all’interno delle celle
triassiali TRI-CELL Plus.
Modello
cella di carico
Fondo
scala
Diametro
stelo
28-WF6351
28-WF6353
28-WF6355
28-WF6356
1 kN
5 kN
10 kN
25 kN
25 mm
25 mm
25 mm
25 mm
Utilizzati nelle misure di deformazione assiale dei provini sono collocati all’esterno della
cella triassiale.
30-WF6208
Trasduttore potenziometrico di
spostamento, corsa 25 mm, completo di
blocchetto di fissaggio
30-WF6209
Accessori
30-WF6221 Staffa di collegamento
del trasduttore di spostamento, da
montare sullo stelo della cella triassiale
(diametro 25 mm)
n o t a
Ciascun trasduttore di spostamento deve
essere completato con la staffa di
collegamento 30-WF6221
30-WF6210
Caratteristiche
Sovraccarico: 200% del fondo scala
Segnale di uscita: 2 mV/V
Alimentazione: 10 VCC
Non linearità: ± 0.05% del fondo scala
Isteresi: 0.05% del fondo scala
Deformazione a fondo scala: 0.05 mm
Massima forza laterale applicabile:
50% del fondo scala
Range di compensazione di temperatura:
0 – 50°C
Deriva termica di zero e di sensibilità: ≤
0.02% del fondo scala/°C
Lunghezza cavo di collegamento: 2 m
Connettore: maschio 6 poli Lumberg
Diametro: 75 mm
Altezza (escluso stelo): 50 mm
A Peso (escluso stelo): 850 g
30-WF6208
28-WF6353
60
30-WF6221
Sistemi
Automatic
triassiali
Triaxial
automatici
Testing 29
Sistemi triassiali automatici/Trasduttori di pressione
e variazione di volume
TRASDUTTORI DI PRESSIONE
Utilizzati nelle misure di pressione in cella,
contro-pressione e pressione interstiziale, sia
in aria che in acqua.
28-WF6300
Trasduttore di pressione, 1000 kPa
28-WF6301
TRASDUTTORE DI VARIAZIONE DI
VOLUME
29-WF4412
Sistema automatico di misura della
variazione di volume, capacità
massima 100 cm3, completo di micro
elettrovalvola di inversione di flusso a
controllo remoto
Caratteristiche
Accuratezza: ± 0.1 ml
Alimentazione: 12 VCC
Lunghezza cavo di collegamento: 2 m
Connettore: maschio 6 poli Lumberg
Capacità nominale: 100 cm3
Pressione massima di lavoro: 2000 kPa
28-WF6302
Accessori
Attrezzatura di taratura per
trasduttori lineari
30-WF0652 Attrezzatura di
taratura per trasduttori lineari.
E’ costituita da un telaio di acciaio inox
con due staffe di collegamento: una per
il trasduttore, l’altra per la testa
micrometrica. La staffa può ricevere
trasduttori di diametro nominale di 8, 12,
19 o 22 mm o a sezione quadrata da 18
mm. A richiesta lo strumento può essere
fornito corredato di certificato di
taratura con rintracciabilità aicampioni
nazionali.
Corsa max.: 25 mm
Risoluzione: 0.01 mm
28-WF6300 con 28-WF6310
Accessori
29-WF4412
trasduttori di pressione.
Deve essere completato dalla valvola a
solenoide ON/OFF 29-WF4515.
Da collegare alla cella triassiale.
L’apparecchiatura genera un segnale elettrico
direttamente proporzionale al volume del
flusso idraulico che arriva al cilindro. L’attrezzatura comprende: un pistone collegato ad un
trasduttore lineare e inserito all’interno di una
camera cilindrica realizzata con estrema precisione, in modo che il movimento del pistone
sia linearmente proporzionale al volume d’acqua all’interno del cilindro.
Lo strumento comprende il pannello con
sistema di inversione di flusso per misurare il
flusso in entrambe le direzioni e microvalvole
di inversione di flusso comandate dall’unità
RTC.
30-WF0652 con 30-WF6208
61
Sistemi di acquisizione dati
30
Geodatalog e software di comunicazione
Introduzione
La più importante caratteristica del GEODATALOG è quella di rilevare e monitorare in tempo reale qualunque misura nel
corso di prove di laboratorio di meccanica delle terre.
I diversi trasduttori possono essere messi
a punto e raggruppati in modo che una
singola prova può contare su tutte le
misurazioni necessarie: ogni trasduttore
infatti rileverà i dati di prova nello stesso
momento e secondo un comune metodo.
Il GEODATALOG è particolarmente indicato per laboratori di ricerca e universitari per eseguire anche prove non standard.
Il GEODATALOG è proposto in due versioni: a
16 e a 32 canali (modelli 30-WF6016 e
30-WF6032). Viene utilizzato per l’aquisizione automatica dei dati nei sistemi di prova
non automatici. E’ compatibile con una completa serie di trasduttori per i vari tipi di
misurazione.
Il GEODATALOG, fornito completo di software
di base è direttamente collegato al PC Il software di base DATACOMM permette la calibrazione dei trasduttori e l’aquisizione dati oltre
alla memorizzazione e al monitoraggio in
tempo reale delle diverse prove in corso.
Sono disponibili appropriate Piattaforme di
acquisizione ed elaborazione dati con stampa dei certificati di prova secondo le più
importanti norme internazionali (ASTM, BS).
(Vedi modelli da 30-WF6016/T1 a
30-WF6016/T7).
30-WF6016
GEODATALOG, sistema a 16 canali
di acquisizione dati per prove
geotecniche. 110-240 V, 50-60 Hz, 1 F.
30-WF6032
GEODATALOG, sistema a 32 canali
di acquisizione dati per prove
geotecniche. 110-240 V, 50-60 Hz, 1 F.
Caratteristiche
Hardware
Numero di canali: 16 (30-WF6016) o 32
(30-WF6032). Estendibile a 64 canali con il
modulo di espansione 30-WF6032/NET, collegabili ad un singolo PC
62
Uscita sensori:
- Vex regolabile fino a 10 V DC (per tutti i
canali)
- compatibile con sensori a 3 e 4 fili con
terminali doppi o singoli
Ingresso sensori:
- da -10 V a + 10 V per i seguenti sensori:
ogni sensore amplificato con uscita DC;
- trasduttori potenziometrici;
- trasduttori a ponte di Wheastone con
uscita DC mV/V (celle di carico,
trasduttori di pressione, trasduttori
lineari e affini).
- impedenza sensori da 100 Ohm a 10 kOhm
Risoluzione: ± 32000 divisioni
Frequenza di campionamento: regolabile
fino a 10 campionamenti al secondo, per
canale
Capacità memoria: 8 Mbytes
Uscite seriali: RS232 e USB per scarico dati
su PC software incluso
Firmware di base
Per la gestione remota del GEODATALOG con
il software DATACOMM incluso.
DATACOMM, software di comunicazione
per scarico e archiviazione dati
Provvede alla calibrazione dei canali in modalità lineare, polinomiale e multicoefficiente.
Modalità di registrazione: tempo e/o letture in
modalità lineare, esponenziale, polinomiale.
Visualizzazione grafica e numerica delle letture.
Formato report di prova
Esportazione dati con HTML, XLS e TXT.
Selezione lingua. Se non inclusa, inseribile
dall’operatore. Richiede Microsoft® Windows® XP o altro sistema Microsoft® più evoluto.
I requisiti minimi del PC da utilizzare sono i
seguenti:
- processore con clock uguale o superiore a
500 MHz
- almeno 200 MByte di spazio disponibile
sull’hard disk
- 512 MByte di memoria RAM
- lettore CD - ROM
- 1 porta seriale RS232 libera o USB con
adattatore USB-RS232 o scheda Ethernet
libera con adattatore Ethernet-RS232
- sistema operativo Windows® 2000 professional o XP
- risoluzione min. scheda video/monitor
800x600 pixel
- consigliato MS Excel®
- stampante formato A4
A Peso approx.: 2,5 kg
Accessori
trasduttori
trasduttori
30-WF6032/NET Modulo di
espansione GEODATALOG fino al massimo
di 64 canali
Fogli di calcolo per prove geotecniche
30-WF6016/T1
Foglio di calcolo di MS EXCEL® per prove di
consolidazione in conformità alla BS 1377:5
30-WF6016/T2
taglio diretto e residuo in conformità alla BS
1377:7
30-WF6016/T3
taglio anulare in conformità alla BS 1377:7
30-WF6016/T4
Foglio di calcolo di MS EXCEL® per prove
triassiali CU e CD in conformità alla BS 1377:8
30-WF6016/T5
triassiali UU in conformità alla BS 1377:7
30-WF6016/T6
Foglio di calcolo di MS EXCEL® per prove CRS
di consolidazione a deformazione controllata
in conformità alla ASTM D4186
30-WF6016/T7
Foglio di calcolo di MS EXCEL® per prove CBR
in conformità alla BS 1377:4
30-WF6016/T8
consolidazione in conformità alla ASTM
30-WF6016/T9
taglio diretto e residuo in conformità alla
ASTM D3080
30-WF6016/T10
triassiali UU in conformità alla ASTM D2850
30-WF6016/T11
triassiali CU e CD in conformità alla
ASTM D4767
Sistemi di acquisizione dati 30
Software di comunicazione
SOFTWARE DATACOMM
ALCUNI ESEMPI DI SCHERMATE
63
30
Sistema di acquisizione dati Geolab 2000
Introduzione
Il sistema Geolab 2000 è composto
dall’acquisitore dati DATALOG disponibile in quattro versioni : a 8, 16, 24
e 32 canali (30-T0601/A-A4) e
dai pacchetti software relativi. E’ stato
realizzato per acquisire ed elaborare i
dati delle più importanti prove geotecniche. I dati vengono scaricati su PC
per mezzo del Datalog che agisce in
modalità remota come interfaccia fra i
trasduttori ed i pacchetti software.
Grazie a questo è possibile monitorare
contemporaneamente le diverse prove,
rappresentare e visualizzare graficamente in tempo reale le diverse curve,
oltre a personalizzare, con adeguato
accessorio, la stampa dei certificati di
prova. (Vedi 30-T0601/RO).
30-T0601/A
Datalog, sistema di acquisizione ed
elaborazione dati a 8 canali.
110-240 V, 50-60 Hz, 1 F
30-T0601/A2
110-240 V, 50-60 Hz, 1 F
30-T0601/A3
110-240 V, 50-60 Hz, 1 F
30-T0601/A4
110-240 V, 50-60 Hz, 1 F
64
Hardware
- 8-32 canali di misura
- Segnali di ingresso compatibili: mV, V e mA
- Uscita di potenza per alimentazione trasduttori: 10 V DC
- Settaggio mediante jumper del singolo
canale (differential o single ended)
- Convertitore A/D ±32000 divisioni
- Regolazione indipendente via trimmer di
zero e guadagno di ciascun canale
- Uscita seriale RS 232 programmabile
- Orologio / calendario di sistema permanente
- Memoria dati 256 kB
- Memoria RAM 128 kB
- Display grafico monocromatico retroilluminato; risoluzione 128x64 pixel
- Tastiera a 16 tasti (tasti numerici + 4 funzioni)
- Contenitore rigido schermato per alte frequenze
- Connettori PS/2 per il collegamento dei
trasduttori
- Velocità di campionamento fino a 3 Hz (3
letture per canale al secondo)
Configurazione del sistema
Il sistema può essere collegato a qualsiasi
stampante ad alta risoluzione. Una configurazione tipica comprende:
- Centralina di acquisizione dati serie
30-T0601/A
- Personal computer
- Stampante
- Pacchetti software. Vedere da 30-T0601/P1
a 30-T0601/R0
Le centraline hanno altresì il vantaggio di
potere essere utilizzate senza PC per elaborazione dati manuale o con altri sistemi di
elaborazione.
Se utlizzate indipendenti dal software Geolab2000, è infatti possibile:
- Selezionare l’unità di misura per ciascun
canale (ad es. N, kPa, mm, ecc.)
- Selezionare il fondo scala di ciascun canale e quindi cambiare il tipo di sensore
- Selezionare diversi tempi di acquisizione
- Monitorare in tempo reale i canali corrispondenti ad una stessa prova
- Stampare in tempo reale i dati memorizzati di ogni canale
- Visualizzare i dati memorizzati di ogni
canale
Personal computer e stampante non sono
inclusi nel sistema.
I sistemi serie 30-T0601/A completi del pacchetto software Geolab2000, richiedono un
personal computer dove il sistema operativo installato sia Windows (a partire dalla
versione ‘95). La trasmissione dati avviene
via seriale RS232.
Tutti i dati acquisiti e le informazioni generali della singola prova possono essere esportati in formato ASCII, in modo da essere
compatibili con altri pacchetti MS DOS o
Windows (Excel®, Winword®, Grapher®, etc.)
Un apposito pacchetto software (vedere 30T0601/R0) è dedicato alla stampa personalizzata dei certificati di prova, compatibile con
la maggior parte delle stampanti ad alta
risoluzione. Il sistema deve essere sempre
completato con la chiave di protezione.
Accessories for 30-T0601/A
30-T0600/30
Transducer extension cable, 6 m
30-T0600/31
Transducer extension cable, 12 m
30-T0601/LINK
Connection box for multiple system
Connection box and cable, to connect
from 2 to 4 30-T0601/A Dataloggers
to PC
Sistema di acquisizione dati Geolab 2000: software
IL NUOVO SOFTWARE GEOLAB 2000
I programmi, da utilizzare con i Datalog serie
30-T0601/A, sono stati sviluppati tenendo
presenti le indicazioni delle più importanti
Organizzazioni Geotecniche Internazionali
(p.e.: UK Imperial College, MIT, ISSMFE, ecc.)
e prevedono i seguenti diagrammi e tabelle:
Software: Il sistema GEOLAB 2000
Tutti i programmi disponibili (da 30-T0601/P1
a 30-T0601/P10) descritti nel seguito sono
stati realizzati in conformità alle più recenti
indicazioni dei moderni laboratori di meccanica delle terre.
Essi possono essere adottati per:
Prove edometriche - Prove triassiali (UU,
CU, CD) controllate in ciascuna fase (saturazione, consolidazione, rottura) – Taglio
diretto – Taglio residuo (a cicli ripetuti) –
Espansione laterale libera – Prova CBR.
I programmi per le suddette prove sono stati
sviluppati in maniera specifica in modo da
includere la maggior parte delle procedure
messe a punto nel mondo secondo le indicazioni delle Norme Internazionali.
30-T0601/KEY
Chiave di protezione
Deve essere installata sulla porta parallela
del PC per attivare il software.
30-T0601/P1
Programma di acquisizione
ed elaborazione dati per prove
edometriche
Programma di acquisizione ed elaborazione
dati per prove edometriche.
Tabella dei dati cedimento / tempo per ciascun gradino di consolidazione.
Rappresentazione grafica della curva di consolidazione cedimento / log (o radice) tempo,
comprendente il tracciamento delle rette tangenti per l’identificazione del t100 (o del t90).
Tabella riassuntiva dei dati di consolidazione
e dei parametri calcolati per ciascun gradino
di carico / scarico.
Diagramma dei seguenti dati finali:
- deformazione verticale ε / log p’
- indice dei vuoti e / log p’
- modulo edometrico log M / log p’
- coefficiente di consolidazione log Cv / log p’
- coefficiente di permeabilità log K / log p’
- coefficiente di consolidazione secondaria
Cα / log p’.
30-T0601/P2
ed elaborazione dati per prova di
taglio diretto e residuo (cicli di
andata e ritorno)
Tabella dei dati cedimento / tempo per ciascun gradino di consolidazione.
Rappresentazione grafica dei cedimenti /
radice quadrata del tempo, con la valutazione del t100.
Tabella dei dati resistenza al taglio / scorrimento per la fase di rottura per la valutazione della resistenza di picco e residua.
Rappresentazione grafica delle curve resistenza al taglio / scorrimento fino a 6 diverse prove di taglio.
Grafico della resistenza al taglio di picco e
residua in funzione della tensione normale,
fino a 6 diverse prove, con la valutazione
dell’inviluppo di rottura, tracciato direttamente sul video sia in termini di resistenza di
picco, sia residua.
30-T0601/P3
ed elaborazione dati per prove
triassiali UU, CU, CD, ELL
Tabella e diagramma della pressione intestiziale in funzione del tempo per ciascun gradino di saturazione delle prove CU o CD.
Tabella riassuntiva dei dati di saturazione e
calcolo del parametro B di Skempton.
Tabella e diagramma della pressione interstiziale e della variazione di volume in funzione del tempo, per ciascun gradino di consolidazione delle prove CU o CD.
Tabella dati fase di rottura per prove UU, CU,
CD.
Per una serie di provini (fino a 6) sottoposti
a diversi livelli di tensioni efficaci (o totali)
per le prove UU, CU e CD, sono diagrammati
i seguenti grafici:
- Sforzi – deformazioni
- Pressione interstiziale – deformazione
(prove CU)
- Variazione di volume – deformazione
(Prove CD)
- Stress ratio – deformazione
- Stress path
- Cerchi di Mohr
- Valutazione dei parametri di resistenza al
taglio mediante il tracciamento dell’inviluppo di rottura direttamente sul video.
Quando le prove sono effettuate con le presse
triassiali automatiche mod. 28-T0401/AC e
28-T0403/AC completare il pacchetto software con il seguente:
30-T0601/P5
Programma di acquisizione ed
elaborazione dati per prova CBR
Tabella dei dati di carico e di penetrazione.
Diagramma del carico misurato in funzione
della penetrazione con la possibilità di procedere graficamente per la correzione dell’origine della curva e determinare l’indice CBR
a 2,5 e 5,0 mm di penetrazione.
30-T0601/P10
Programma di acquisizione ed
elaborazione dati per prove di
consolidazione con celle idrauliche
Tabella riassuntiva delle variazioni di volume
e delle pressioni interstiziali.
Rappresentazione grafica delle curve di
variazione di volume e di pressione interstiziale
in funzione del logaritmo (o della radice) del
tempo, con la possibilità di definire il tempo
di fine consolidazione.
30-T0601/R0
Software addizionale per stampe
personalizzate
Questo pacchetto comprende un editor
dedicato, appositamente realizzato quale
strumento di personalizzazione dei certificati di prova. L’utente può introdurre, nel formato più adatto, tutte le informazioni
aggiuntive che ritiene necessarie per completare i certificati di prova. Ad esempio il
logo e i dati identificativi del laboratorio, i
nominativi dei tecnici, i codici delle prove, la
numerazione dei certificati, le Norme di riferimento, il formato dei dati acquisiti, ecc. Si
possono facilmente impostare differenti
configurazioni di stampe, che poi vengono
memorizzate e richiamate in automatico dal
menu di stampa personalizzata.
Il vantaggio principale di questo pacchetto
consiste nella possibilità data all’utente di
impostare autonomamente e stampare in
automatico ciascuna pagina di prova in lingua locale, indipendentemente dalla versione del software principale (che può essere in
italiano, inglese, spagnolo, francese).
Il software viene fornito completo di esempi
di certificati personalizzati che per la maggior parte delle applicazioni richiedono solo
minime variazioni, quali ad esempio la traduzione in lingua locale e l’inserimento dei
dati del laboratorio.
65
30
Sistema di acquisizione dati Geolab 2000: software (seguito)
SOFTWARE GEOLAB 2000
ALCUNI ESEMPI DI GRAFICI
PERSONALIZZATI
66
Trasduttori elettronici
TRASDUTTORI ELETTRONICI
Modelli
Descrizione
Misura
Applicazione (prove)
Per l’utilizzo con i sistemi di acquisizione dati
GEODATALOG 30-WF6016 e 30-WF6032
30-WF6207
a
30-WF6210
Trasduttori
potenziometrici
Spostamenti
lineari
Consolidazione
Taglio
Triassiale
La tabella che segue riassume i tipi e le applicazioni tipiche dei vari trasduttori.
27-WF0377/ST Cella di carico
Forza
Taglio
28-WF0370/T
28-WF0373/T
28-WF0375/T
Cella di carico
Forza
Triassiale
28-WF6300
28-WF6301
28-WF6302
Trasduttori di pressione
Pressione
Triassiale
Consolidazione
continua
28-WF4410
Misuratore delle
Volume
Triassiale
28-WF4079/K
a
28-WF4159/K
Trasduttori “On Sample”
Deformazioni
assiali e radiali
Triassiale con celle
TRI-CELL Plus da
28-WF4070/P a
28-WF4150/P
TRASDUTTORI POTENZIOMETRICI
LINEARI CON BLOCCHETTO DI
MONTAGGIO
Caratteristiche
CELLA DI CARICO PER TAGLIO
Uscita: da 0 a 10 V DC
Ripetibilità e accuratezza: migliore di
0.002 mm
Per macchine di taglio 27-WF2060 e
27-WF2160
con adattatori
Caratteristiche
Accessori
cella rinforzata 28-WF4070 con stelo
Ø 15,5 mm
celle rinforzate 28-WF4040 e 28-WF4100
con stelo Ø 25 mm
28-WF1048/T Staffa di collegamento
a celle standard 28-WF0410/A,
28-WF0411/A e 28-WF0416/A
30-WF0652
Attrezzatura di taratura per trasduttori
lineari
E’ costituita da un telaio di acciaio inox
con due staffe di collegamento: una per il
trasduttore, l’altra per la testa
micrometrica. La staffa può ricevere
trasduttori di diametro nominale di 8, 12,
19 o 22 mm o a sezione quadra da 18
mm. A richiesta lo strumento può essere
fornito corredato di certificato di
taratura riferibile
30-WF6208
30-WF0652 con 30-WF6208
Sensibilità nominale: 2 mV/V
Precisione:migliore dello 0.1%
27-WF0377/ST
30-WF6220
67
30
Trasduttori elettronici (seguito)
(seguito)
Per l’utilizzo con i sistemi di acquisizione dati
GEODATALOG 30-WF6016 e 30-WF6032
28-WF6300
Trasduttore di pressione da 1000 kPa
28-WF6301
CELLE DI CARICO ESTERNE
Per misurare il carico assiale applicato al provino nella cella triassiale.
28-WF6302
Sensibilità nominale: 2mV/V
Codice
Carico
max.
Filettatura
28-WF0370/T
28-WF0373/T
28-WF0375/T
28-WF0376/T
2.5 kN
10 kN
50 kN
100 kN
Femmina M20x1.5
Femmina M20x1.5
Femmina M30x2.0
Femmina M30x2.0
28-WF6300 con 28-WF6310
Caratteristiche
Alimentazione: 0-10 V DC
Uscita: 100 mV fondo scala
Precisione: migliore di 0.1 kPa
Accessori
28-WF6310 Blocchetto disaerante
per trasduttori di pressione, da utilizzare
con celle triassiali rinforzate
28-WF4459 Blocchetto disaerante
per trasduttori di pressione, da utilizzare
con celle triassiali standard
Nota. Tutte le celle sono fornite complete di
connettore per il collegamento alla traversa
superiore della pressa.
28-WF6300 con 28-WF4459
28-WF0370/T, 28-WF0375/T
CELLE DI CARICO A IMMERSIONE
MONTATE ALL’INTERNO DELLA CELLA
Realizzate per il funzionamento all’interno
della cella triassiale. Hanno una bassa isteresi e un’ottima linearità, con un buon margine di sovraccarico.
Caratteristiche
Capacità di sovraccarico: 200%
Non linearità: ± 0,05% del fondo scala
Isteresi: 0,05% del fondo scala
Lunghezza cavo: 2 m
Diametro: 75 mm
Altezza (stelo escluso): 50 mm
A Peso (stelo escluso): 850 g
CELLE DI CARICO A IMMERSIONE CON STELO E CORRISPONDENTE MODELLO DI
CELLA TRIASSIALE RINFORZATA
Modello di
Carico massimo
Modello di
Diametro dello stelo
cella
cella
triassiale
kN
kgf
mm
a immersione
compatibile
28-WF6350
28-WF6352
28-WF6354
28-WF6351
100
500
1000
100
28-WF6353
5.0
500
28-WF6355
10.0
1000
28-WF6356
25.0
2500
28-WF6352
68
1.0
5.0
10.0
1.0
28-WF4050
15.5
28-WF4070
28-WF4100
28-WF4150
28-WF4070/P
28-WF4100/P
28-WF4150/P
25.0
Trasduttori elettronici (seguito)
(seguito)
MISURA DI VARIAZIONE DI VOLUME
28-WF4410
Sistema automatico di misura delle
Collegato a un adatto visualizzatore o a un
sistema di acquisizione dati, fornisce un
segnale elettrico direttamente proporzionale
al volume del flusso idraulico attraverso lo
strumento. L’apparecchiatura comprende un
pistone collegato a un trasduttore lineare e
solidale a un cilindro realizzato con estrema
precisione, in modo che il movimento lineare del pistone sia proporzionale al volume
d’acqua all’interno del cilindro.
Lo strumento comprende un pannello con valvole d’inversione per misurare il flusso dell’acqua in ambedue le direzioni. E’ anche disponibile una versione per l’utilizzo con il Sistema
Automatico Triassiale con microelettrovalvola
per il controllo remoto dell’inversione di flusso.
(Vedi modello 28-WF4412 a pag. 53).
Volume d’esercizio: 100 cm3
Alimentazione del trasduttore: fino a 12 V c.c.
Accuratezza: migliore di ± 0,1 ml
TRASDUTTORI “ON SAMPLE”
Il corredo comprende due trasduttori assiali
e uno radiale. Nelle prove triassiali convenzionali, la determinazione della deformazione assiale è basata su misure esterne. Questo
metodo comporta errori dovuti all’effetto
piastra dei due dischi porosi, superiore e
inferiore, e al sistema di carico con relativa
misura dello stesso.
Le due estremità del provino sono inoltre
soggette a contenimento, mentre nella parte
centrale del provino avvengono le deformazioni che meglio riproducono quelle reali. Per
questo motivo, i trasduttori “On sample”
vengono montati in questa zona.
I trasduttori assiali e radiali consentono
quindi una misura accurata delle deformazioni reali del provino.
Questi corredi possono essere utilizzati soltanto con le celle triassiali Tri-Cell Plus (vedi
pag. 34) e con un adeguato sistema di
Acquisizione ed elaborazione dati come, per
esempio, il nostro GEODATALOG illustrato a
pag. 62.
statiche
Eccitazione: 10 V DC
Uscita: ± 250 mV
Coefficiente di temperatura:
± 0.01% / FS / °C
Trasduttori “On sample” per prove statiche
28-WF4079/K
28-WF4109/K
28-WF4159/K
* Vedi pag. 62
n o t a
Gli stessi corredi, ma per prove dinamiche,
sono descritti a pag. 77
28-WF4410
69
Prove dinamiche
31
Prove triassiali cicliche/Stress path
Introduzione
Come noto tutte le strutture possono
essere soggette a vibrazioni, urti, e in
generale a carichi dinamici. Per la progettazione delle opere di fondazione
gli effetti di tali situazioni vengono
solitamente valutati in laboratorio utilizzando sistemi che permettono di
applicare carichi ciclici sinusoidali a
frequenza di 1 Hz.
Tuttavia dai grafici qui riportati si può
osservare che ciascun tipo di fenomeno dinamico è caratterizzato da una
specifica forma d’onda e da una determinata frequenza.
Il Sistema Triassiale Ciclico e a Stress
Path Wykeham Farrance permette di
replicare e quindi simulare esattamente questi stessi fenomeni dinamici
nelle prove di laboratorio.
SISTEMI TRIASSIALI STATICI/DINAMICI
Serie WF7000
q NORME
ASTM D2850, D4767, D3999, D5311
BS 1377 :Part 7 : Part 8 1990
Applicazioni Permette di riprodurre in laboratorio su un provino in cella triassiale lo stesso
livello di vibrazione, urto o forza ciclica rilevato
in sito, in modo da fornire ai progettisti i necessari parametri per una corretta e realistica valutazione del comportamento del terreno.
Costruzioni Preservare sedimenti e artefatti di
importanza archeologica può risultare fondamentale, come lo stabilire le condizioni di sollecitazione passate e confrontarle con le attuali.
Massimizzare la stabilità e integrità dei siti
garantendo la miglior preservazione dei reperti
archeologici. Gli studi e le prove di laboratorio
consentono di simulare le passate condizioni di
sollecitazione come conseguenza dell'accumulo
storico di detriti e sedimenti e delle future condizioni dovute a un nuovo scenario ambientale.
Liquefazione La liquefazione rappresenta un
fenomeno che si verifica nei terreni saturi, dove
cioè gli interstizi granulari sono completamente
riempiti d’acqua. L’acqua interstiziale esercita
sulle particelle solide una pressione tanto più
alta quanto più le particelle stesse sono addensate. Prima che si sviluppi un evento sismico la
pressione interstiziale si presenta relativamente
bassa; la successiva azione sismica può dare origine ad incrementi di pressione interstiziale tali
da determinare la riduzione e addirittura l’annullamento dei legami intergranulari, in seguito
al quale le particelle solide si comportano come
un liquido. Gli ultimi decenni si sono contraddi-
stinti per i notevoli progressi ottenuti nel campo
della ricerca sia teorica che sperimentale applicata ai fenomeni di liquefazione. I fenomeni ed
i problemi associati alla liquefazione riguardano
essenzialmente i terreni saturi non coesivi anche
se in presenza di un'importante frazione di fini.
Negli ultimi anni è stata prestata particolare
attenzione anche alle condizioni dei pendii
naturali che, sebbene non soggetti a terremoti,
possono causare danni catastrofici in caso di
colamenti che coinvolgono considerevoli volumi
di terreno.
Costruzioni in mare aperto Per indagare gli
effetti delle onde su strutture in mare aperto,
costruzioni rivierasche, porti, condotte sottomarine. Con questo tipo di prova è possibile ricreare l'effetto del moto ondoso e delle vibrazioni
delle condotte.
Esplosioni Quali effetti hanno le esplosioni nelle
aree circostanti miniere o cave? Quali effetti
provocano alle fondazioni delle costruzioni vicine? Le vibrazioni causate dalle esplosioni possono essere riprodotte per investigare il comportamento dei terreni di fondazione.
Linee ferroviarie Le costruzioni e gli edifici circostanti le linee ferroviarie percorse da treni
sempre più veloci sono sottoposte a sollecitazioni vibrazionali a frequenze sempre più elevate. A
questo scopo si possono realizzare prove cicliche
ad elevata frequenza sui materiali costituenti i
rilevati ferroviari.
Possibili cause di vibrazioni o carichi ciclici
Onde oceaniche
Vento
Terremoti
Terremoti
Ferrovie
Ferrovie
Esplosioni
Esplosioni
Traffico
Attività edili
70
Prove dinamiche 31
Prove triassiali cicliche/Stress path (seguito)
SISTEMI TRIASSIALI CICLICI:
31-WF7050
Sistema triassiale dinamico con telaio
da 50 kN, controllato da PC con unità
IMACS a 20 bit a 13 canali, attuatore
da 5 kN e serbatoio di accumulo.
110-240 V, 50-60 Hz, 1 ph.
31-WF7100
Sistema triassiale dinamico con telaio
da 100 kN, controllato da PC con
unità IMACS a 20 bit a 13 canali,
attuatore da 5 kN e serbatoio di
accumulo. 110-240 V, 50-60 Hz, 1 ph.
- consolidazione K0
- Prove stress path
- Prove triassiali statiche e dinamiche
- Carico ciclico ± 5kN
- Capacità max. di rottura 25 kN
- Frequenza attuatore 0-70 Hz
- Misura della liquefazione in sabbie
e limi
- Simulazione di eventi sismici
naturali e antropici
- Tre assi di controllo a loop chiuso:
- carico o spostamento verticale
- pressione in cella
- contropressione
principali
Il nostro sistema triassiale per prove cicliche
retroazionato a loop chiuso, consente di
applicare sollecitazioni cicliche o dinamiche
al provino. Il sistema servopneumatico con
controllo digitale a loop chiuso controlla tre
parametri: il carico assiale, la pressione in
cella e la contropressione.
L’attrezzatura base comprende il sistema di
controllo integrato muti-asse IMACS, l'attuatore a controllo digitale da 5kN, la macchina triassiale Tritech 50 da 50kN, il serbatoio di accumulo ausiliario completo di due
servovalvole di controllo per la pressione in
cella e la contropressione e il sistema di
acquisizione ed elaborazione dati.
Il sistema viene fornito completo di software per prove cicliche e a stress path controllato.
L'attuatore pneumatico a doppio effetto
esercita il carico assiale ciclico in termini di
carico (N), sforzo (kPa), spostamento (mm) o
deformazione (%). Le due servovalvole pneumatiche a controllo digitale applicano la
pressione in cella e la contropressione.
Le prove dinamiche vengono solitamente
effettuate in abbinamento all’applicazione al
provino di determinati livelli tensionali statici.
Questo significa che il provino, in aggiunta
all’applicazione delle condizioni dinamiche,
può essere sottoposto a saturazione, consolidazione per diversi livelli di tensione (isotropico, anisotropico, K0, ecc.) e portato a rottura in
condizioni statiche.
31-WF7050 sistema triassiale dinamico con TRI-CELL Plus 28-WF4070/P
Il Sistema Triassiale Statico e Dinamico Ciclico è stato progettato per realizzare le
seguenti prove:
- Prove triassiali standard UU, CU, CD comprendenti saturazione, consolidazione
isotropa e anisotropa con misura di pressione interstiziale e di variazione di volume.
- Prove a stress path controllato (inclusa
consolidazione K0)
- Carico ciclico
- Misure di resistenza e deformazione dinamica
- Potenziale di liquefazione
- Modulo di taglio e proprietà di smorzamento
Il sistema può lavorare con diversi modelli di
celle triassiali per provini da 50, 70, 100 mm
(vedi accessori).
Ciascuno dei due sistemi comprende:
• Pressa triassiale (da 50 o da 100 kN)
• Attuatore da 5 kN completo di trasduttore di spostamento coassiale
• IMACS per il controllo e l’acquisizione dati
• Moduli software descritti
Trasduttori e celle triassiali (modelli Tri-cell
Plus) non sono compresi nel sistema base e
devono essere ordinati separatamente in
funzione delle dimensioni dei provini.
(Vedi pagine da 32 a 35).
71
Prove dinamiche
31
Telai di carico
Le macchine triassiali standard TRITECH 50 e
TRITECH 100 sono state modificate per l’inserimento dell’attuatore pneumatico sulla traversa superiore. L’attuatore è dotato di uno
specifico sistema di bloccaggio che può intervenire per qualsiasi posizione dello stelo. Questo sistema permette l’applicazione di livelli di
forza superiori alla capacità dell’attuatore
stesso, facendo affidamento esclusivamente
sulla portata della TRITECH 50 o della TRITECH
100. In questo modo il provino può essere
portato a rottura una volta terminata la fase
dinamica.
Nel corso della fase dinamica dunque l’attuatore è libero di muoversi verticalmente, nella
fase di compressione monotonica è invece
bloccato in modo da non essere caricato.
Attuatore
L'attuatore a doppio effetto con controllo
digitale richiede un'alimentazione ad aria
compressa di almeno 800 kPa.
I segnali elaborati dal convertitore di pressione tramite il sistema di controllo IMACS
vengono gestiti da PC per la regolazione dei
carichi applicati al provino. L'attuatore
incorpora il trasduttore lineare che consente
l'esecuzione della prova sia in controllo di
carico che di spostamento.
L'attuatore è in grado di generare frequenze
fino a 70 Hz. Tuttavia la velocità di prova
dipende essenzialmente dal tipo di provino e
dalle condizioni di prova. Materiali teneri
sono soggetti a notevoli deformazioni e
quindi ad una corsa maggiore dell'attuatore,
mentre materiali più compatti richiedono
carichi elevati con conseguente diminuzione
della frequenza. Questo non rappresenta un
problema nel caso di prove su terreni,
soprattutto nel caso di prove di liquefazione
in cui carichi e frequenze sono molto bassi.
Le prestazioni dell'attuatore servocontrollato
sono illustrate nel diagramma che segue in
cui si mostra la forza massima applicabile in
funzione della frequenza, per sollecitazioni
sinusoidali.
Sistema di controllo integrato Multiasse (IMACS)
Il Sistema IMACS (Integrated Multi-Axis
Control System) è costituito da un’unità
integrata compatta che svolge tutte le operazioni di controllo e di messa in fase incluse le scansioni temporali, le acquisizioni dei
dati e i segnali dei trasduttori. L’unità IMACS
dialoga con il PC mediante porta USB o
seriale RS232.
72
Il modulo di acquisizione dati comprende 13
canali d'ingresso per trasduttori normalizzati (±10V). I segnali sono digitalizzati da un
convertitore A/D da 20 bit di grande velocità
e precisione per l'analisi e la visualizzazione
dei dati.
Il modulo di controllo dispone di tre canali
per la retroazione. Uno è dedicato alla
retroazione del carico verticale, il secondo
alla pressione in cella e il terzo alla contropressione.
I due moduli (di retroazione e di acquisizione
dati) dispongono di distinte interfacce di
comunicazione USB ad alta velocità (10 b/s)
o RS232, che consentono la simultanea
comunicazione con il PC, con notevole incremento di velocità operativa e di flessibilità.
Sotto la supervisione del PC, l’IMACS controlla automaticamente l’applicazione del
livello di carico per le singole fasi di prova. Il
sistema controlla direttamente e contemporaneamente le tre servovalvole per l’applicazione del gradiente di carico o della forma
d'onda richiesti, la pressione in cella e la contropressione.
Mentre il provino è sottoposto alle sollecitazioni di carico, l’IMACS cattura i dati dai trasduttori e li trasferisce, tramite l’uscita USB o
RS232 al PC per elaborazione dati, visualizzazione e memorizzazione.
Attuatore
Centralina IMACS di controllo
10
Forza (kN)
DESCRIZIONE GENERALE E SPECIFICHE
TECNICHE (seguito)
1
0.1
0
10
20
30
40
50
60
Frequenza (Hz)
SPECIFICHE TECNICHE
Modello di telaio
31-WF7050
31-WF7100
Carico max.
Massima luce verticale
Massima luce orizzontale
Diametro piatti
Forza massima in compressione
Forza massima in trazione
Spostamento massimo
50 kN
1000 mm
335 mm
100 kN
1040 mm
390 mm
Attuatore e sistema di controllo
Carico dinamico
Spostamento dinamico
Pressione
Frequenza massima dell’attuatore
Velocità massima statica
Velocità minima statica
Altre caratteristiche
Dimensioni (h x b x d)
Peso (appross.)
N. di assi controllati in digitale
158 mm
50 kN
100 kN
5 kN
100 mm
100 mm
± 5 kN risoluzione 1 N
± 15 mm risoluzione 1 micron
1000 kPa risoluzione 0.1 kPa
70 Hz
9.99999 mm/min
0.00001 mm/min
1460 x 503 x 380 mm 1700 x 703 x 503 mm
98 kg
240 kg
3 (carico verticale o spostamento,
pressione in cella, contropressione)
N. di canali di acquisizione
13
Modulo di processo I/O
32 bit RISC
Porte di comunicazione
USB o RS232
Velocità di trasferimento dati con USB
10 Mb/s
Velocità di trasferimento dati con RS2
32115 Kb/s
70
Prove dinamiche 31
DESCRIZIONE DEL SOFTWARE
Il software multitesting opera in ambiente
Windows ed è costituito dai seguenti moduli:
• ASTM D5311-2004: Metodo standard per
prove triassiali cicliche in controllo di carico.
• ASTM D3999-2003: Metodo standard per
la determinazione del Modulo e delle proprietà di smorzamento del terreno utilizzando un sistema triassiale ciclico.
• Prova triassiale ciclica in controllo di carico (forma d’onda sinusoidale, quadra,
semi-seno inverso, ecc.)
• Prova triassiale ciclica in controllo di spostamento (forma d’onda sinusoidale, quadra, semi-seno inverso, ecc.)
• Funzione di registrazione eventi dinamici
che permette di memorizzare qualsiasi
forma d’onda definita dall’utente fino ad
un massimo di 40.000 punti.
• Liquefazione
• Stress path
- Con incremento/decremento della
tensione radiale
- Con incremento/decremento della
tensione assiale
• Consolidazione
- Mantenendo fisso o variabile il
rapporto tra tensione radiale e tensione
assiale
- Isotropica
- Anisotropica
- In condizioni K0 con incremento della
tensione radiale
- In condizioni K0 con incremento della
tensione assiale
• Prove triassiali standard UU, CU, CD
• Saturazione
- Con incremento standard o automatico
di gradini pre-impostati di pressione in
cella o di pressione differenziale
- Saturazione continua e controllo
opzionale del parametro B di Skempton
• Fase di rottura statica
- In compressione mediante incremento
della tensione assiale
- In estensione mediante decremento
della tensione assiale
Il software della triassiale permette l’impostazione di:
Saturazione
Saturazione a gradini
Sauturazione continua
Consolidazione
Isotropica e Anisotropica
In condizioni K0 con incremento della
pressione radiale o assiale
Stress Path
Tensione normale media e tensione deviatorica
Tensione efficace principale normale media e
deviatorica
Tensione di taglio media e massima
Tensione efficace di taglio media e massima
Cella di carico e contropressione
Tensione deviatorica e contropressione
Fase di rottura ciclica
ASTM D5311, D3999 metodo A e B
Fase di rottura statica
Drenata e non drenata secondo BS 1377,
ASTM D4767 o non standard
Saturazione
Questa procedura segue il metodo ad
incrementi di pressione, indicato dalla
BS 1377-1990 ma è anche flessibile per seguire
altri metodi. Dal software è possibile applicare
incrementi di pressione in cella e di
contropressione con il valore B visualizzato nella
fase di applicazione della pressione in cella.
Visualizzazione dei grafici
Pressione in cella/tempo
Pressione dei pori/tempo
Contropressione/tempo
Variazione di volume/tempo
Consolidazione isotropa
Questa fase permette di applicare la tensione
efficace in incrementi o in un unico passo,
variando la pressione in cella o la
contropressione.
Il software permette di applicare incrementi
di pressione o decrementi di contropressione.
Pressione in cella/tempo
Pressione dei pori/tempo
Contropressione/tempo
Consolidazione anisotropia
Questa fase permette di incrementare o
diminuire la tensione assiale in passi
successivi.
Tensione assiale/tempo
73
Prove dinamiche
31
DESCRIZIONE DEL SOFTWARE
(seguito)
Cicli
Nella fase ciclica al provino viene applicato
il livello di carico ciclico pre-impostato.
Questa videata mostra l’andamento delle
varie grandezze con il procedere della fase
ciclica.
Tensione ciclica media / tempo
Tensione di picco in compressione / cicli
Tensione di picco in estensione / cicli
Deformazione in compressione / cicli
Deformazione in estensione / cicli
Assegnazione trasduttori
I trasduttori possono essere selezionati
dall’archivio ed assegnati alla
configurazione di prova.
Livelli
Questa parte del software mostra dal vivo
le letture dei trasduttori, indicando: il
numero di serie, il nome, il livello di span e
di segnale. Viene utilizzata anche per la
calibrazione di trasduttori lineari e non.
74
Prove dinamiche 31
DATI DI PROVA (TRIASSIALE CICLICA)
Esempio: Lunedi 25 ottobre 1999 ore 10:54 - Provino: limo sabbioso dia. 38 mm
Dati forniti dal Dr. T. Higuchi, Durham University
Lettura finale dei parametri di prova:
Tempo di carico (hh:mm:ss)
Pressione in cella media (kPa)
Pressione interstiziale massima (kPa)
Pressione di consolidazione (kPa)
Rapporto pressione interstiziale (%)
Deformazione ciclica (in compressione) (mm)
Deformazione ciclica (in estensione) (mm)
Deformazione assiale di picco (in comp.) (%)
Deformazione assiale di picco (in est.) (%)
Doppia ampiezza di deformazione (%)
00:04:20
299.1
285.6
99.9
0.86
2.342
6.19
3.187
8.424
11.61
Segnale d'impulso
Area media a fine consolidazione (mm2)
Altezza a fine consolidazione (mm)
Carico di picco ciclico (in comp.) (N)
Carico di picco ciclico (in est.) (N)
Sforzo di picco (in comp.) (kPa)
Sforzo di picco (n est.) (kPa)
Sforzo ciclico medio (kPa)
Rapporto sforzo ciclico (%)
Rapporto medio di tensione
26
1092.68
73.49
33.2
34.3
30.4
31.4
30.9
0.155
0.035
Prova ciclica su un campione
di limo sabbioso da 38mm
Grafici di prova che mostrano
la deformazione ciclica del
campione
Grafici che mostrano il
comportamento di una sabbia
satura
75
Prove dinamiche
31
Trasduttori di pressione
ACCESSORI
Celle triassiali per prove cicliche
Devono essere utilizzati i modelli Tri-cell Plus
28-WF4150/P, 28-WF4100/P, 28-WF4070/P
con gli accessori per le diverse dimensioni
dei provini e per la preparazione degli stessi
(pagina 34).
TRASDUTTORI UTILIZZATI NELLE
TRIASSIALI CICLICHE
31-WF7130 Trasduttore da 1000 kPa
per misura di pressione in cella e
contropressione con modulo di calibrazione
integrato
31-WF7131 Trasduttore da 1000 kPa
per misura della pressione interstiziale con
modulo di calibrazione integrato
Dettaglio della elettrovalvola per la misura del
parametro B
Celle di carico
31-WF7115 Cella di carico immersa da
5 kN con modulo di calibrazione integrato
31-WF7116 Cella di carico immersa da
25 kN con modulo di calibrazione integrato
Pannello di distribuzione acqua
Queste celle di carico vengono montate
internamente alla cella triassiale e misurano
il carico applicato al provino indipendentemente dalla pressione in cella. La cella di
carico è dotata di un modulo di calibrazione
integrato che consente di spostare e sostituire i trasduttori nell'ambito del sistema di
acquisizione dati, senza che questi debbano
essere ricalibrati ogni volta.
linee di pressione, per riempire agevolmente
i cilindri aria/acqua e la cella triassiale.
31-WF4334 Pannello triassiale per due
31-WF7115 Cella di carico immerso
Trasduttore di spostamento
31-WF7120 Trasduttore di spostamento
assiale con modulo di calibrazione integrato
Il trasduttore di spostamento da ±25mm ha
il condizionamento di segnale integrato.
Misura la compressione del provino e può
anche essere utilizzato come trasduttore di
controllo nelle prove cicliche a deformazione
controllata. L'accuratezza è di 1 micron.
31-WF4334
Trasduttore di variazione di volume
31-WF7125 Trasduttore di variazione di
31-WF7120 Trasduttore di spostamento
volume da 100 cc con modulo di calibrazione integrato
Il trasduttore di variazione di volume da 100
cc con modulo di calibrazione integrato registra il volume dell’acqua in ingresso o in
uscita dal provino. Completo di valvola di
inversione di flusso, in modo da garantire
misure illimitate.
Modulo di calibrazione integrato per i
trasduttori utilizzati nelle prove dinamiche
31-WF7131 Trasduttore di pressione interstiziale
76
Prove dinamiche 31
ACCESSORI
(seguito)
Bender elements
Applicazioni
I bender element permettono di misurare il
valore massimo del modulo di taglio (Gmax) di
un provino di terreno e da questo dato valutarne la rigidezza. Il valore Gmax è solitamente
associato a livelli di deformazione di taglio dell’ordine di 0.001% ed è considerato un parametro chiave nelle analisi dinamiche per piccole deformazioni, come ad esempio quelle per
valutare l’interazione terreno-struttura in presenza di eventi sismici, esplosioni, vibrazioni
causate dal traffico di veicoli.
Per ulteriori informazioni vedi pagina 36.
BENDER ELEMENTS (SOLO PER I MODELLI DI CELLE TRIASSIALI TRI-CELL PLUS)
Modello di cella
triassiale
TRI-CELL Plus
Dimensione
provino
Plinto di base e testina superiore
a ventosa per prove di estensione
28-WF4070/P
70 mm
50 mm
70 mm
28-WF4058/B
28-WF4078/B
28-WF4100/P
100 mm
70 mm
100 mm
28-WF4078/B1
28-WF4108/B
28-WF4150/P
150 mm
150 mm
28-WF4158/B
10-4
10-3
10-2
10-1
1
-10
Deformazione
Triassiale ciclica
Bender Element
Taglio semplice ciclico
Taglio torsionale
Cilindro cavo (hollow cylinder)
Fondazioni
Moto ondoso
Terremoto
Bender elements
10-4
10-3
10-2
10-1
1
-10
Trasduttori di spostamento “on sample”
Applicazioni
I trasduttori “on sample” sono costituiti da
sistemi di misura di spostamento radiale ed
assiale da applicare direttamente sui provini.
Nelle prove triassiali convenzionali la determinazione del modulo di rigidezza si basa su
misure di deformazione effettuate all’esterno
della cella. Questo metodo comporta errori di
misura causati dal non perfetto contatto tra
disco poroso, testina di carico, plinto di base e
superficie del provino, e dal sistema di applicazione del carico. Inoltre le due basi del provino
sono sottoposte anche a tensioni laterali diversamente dalla parte mediana per una lunghezza pari ad 1/3 dell’altezza, sulla quale vengono
appunto sistemati questi trasduttori.
Questi trasduttori di deformazione assiale e
radiale permettono di effettuare misure di elevata accuratezza direttamente sui provini triassiali. Possono essere montati sui nostri modelli
di celle triassiali Tri-cell Plus (vedi pagina 34).
31-WF4079/KD
Set di trasduttori “on sample” per provini da 70 mm con 2
trasduttori assiali e 1 trasduttore radiale da collegare a sistemi
dinamici, completi di modulo di calibrazione
31-WF4109/KD
31-WF4159/KD
Trasduttori di spostamento “on sample”
per prove dinamiche
Coeff. di temperatura: ±0.01%/FS/°C
77
Prove dinamiche
31
Taglio semplice ciclico
31-WF7500 APPARECCHIO DI TAGLIO
SEMPLICE CICLICO
110-240 v, 50-60HZ, 1 PH.
q NORME
ASTM D6528
Introduzione
L’attrezzatura di taglio semplice ciclico viene solitamente utilizzata per
scopi di ricerca nella valutazione del
comportamento dinamico dei terreni,
in quanto può simulare abbastanza
facilmente diverse condizioni di stato
tensionale in sito, quali ad esempio:
- Stabilità nei confronti di eventi
sismici di piattaforme continentali
sommerse costituite da argille stratificate
- Decadimento della resistenza al
taglio di terreni coesivi per effetto di
carichi ciclici
- Determinazione dei parametri di
liquefazione per i terreni granulari
sottoposti a carichi ciclici.
L’attrezzatura di taglio semplice ciclico determina deformazioni piane.
La deformazione di taglio viene indotta attraverso movimenti orizzontali
applicati alla base del provino, rispetto alla testa. La sezione orizzontale
del provino viene mantenuta costante;
pertanto ogni variazione di volume
avviene in seguito allo spostamento
verticale della testina superiore.
Questa distorsione imposta prende il
nome di “taglio semplice”
Il sistema è concepito in modo da realizzare
le seguenti fasi di prova: consolidazione, drenaggio, fase di taglio semplice (statico o
dinamico).
Provino
La dimensione standard è di 70 mm di diametro. Utilizzando l’apposito set di conversione 31-WF7500/1 è possibile effettuare la
prova anche su provini da 50 mm di diametro (vedi pagina 73).
31-WF7500
- Frequenza attuatore fino a 70Hz
- Misura della deformazione piana
- Taglio ad altezza costante
- Taglio a carico costante
- Taglio a gradiente di deformazione
costante
Il provino viene posizionato su un plinto di
base, inserito all’interno di una membrana in
lattice e sormontato da una testina di carico,
allo stesso modo dei provini triassiali. La
tenuta membrana/provino viene garantita
mediante o ring di elevata rigidezza.
Apposti anelli metallici a basso attrito vengono posizionati sovrapposti esternamente
al provino, al fine di mantenerne il diametro
costante.
Pistone di
carico
Carico verticale
Carico di taglio
Piedistallo di
base
78
Fase di taglio
Nel corso della fase di taglio gli anelli metallici scorrono uno sull’altro in direzione orizzontale come indicato in figura. Durante tale
fase il servo-controllo (a loop chiuso) dell’attuatore verticale provvede a mantenere
costante l’altezza del provino sulla base della
misura del trasduttore di spostamento. Gli
anelli permettono invece di mantenere
costante la sezione del provino.
Dischi di ottone
Prove dinamiche 31
Taglio semplice ciclico (seguito)
DESCRIZIONE GENERALE
Sistema base
Il sistema è costituito da un telaio di carico
per taglio semplice, serbatoio di accumulo,
due attuatori da 5 kN, servolavole per il controllo dei carichi assiale e orizzontale. L’attrezzatura include un’unità di controllo e
acquisizione dati come descritto nel seguito.
Il sistema è montato su apposito telaio di
contenimento dove sono alloggiati tutti i
componenti. I due attuatori (verticale e orizzontale) sono fissati al telaio che ne garantisce la forza di reazione alle sollecitazioni
applicate. Ciascun attuatore è dotato di un
trasduttore di spostamento coassiale, che
trasmette al PC la posizione dell’attuatore
stesso. Questa misura è di estrema importanza, nel momento in cui si sistema il provino,
in quanto permette all’utente di verificare
che la corsa dell’attuatore sia sufficiente per
tutta la durata della prova.
Il sistema di applicazione del carico assiale
avviene attraverso un rigido telaio che permette di mantenere correttamente in posizione la parte superiore del provino, mentre
quella inferiore viene fatta scorrere orizzontalmente. Il sistema di carico assiale è costituito da un pistone da 50 mm di diametro
alloggiato in una boccola dotata di cuscinetti lineari tale da permettere movimenti in
direzione verticale e impedire qualsiasi spostamento orizzontale. Lo spostamento orizzontale della parte inferiore del provino
viene invece realizzato per mezzo di una slitta che scorre su cuscinetti, allo stesso modo
della scatola di taglio diretto.
31-WF7500 particolare
alloggiamento provino
Trasduttore di spostamento verticale
Questo trasduttore di spostamento, tarato in
un range di ± 2.5 mm controlla l’altezza del
provino. Accuratezza 1 micron.
Sistema di controllo integrato Multiasse
(IMACS)
Condizionamento integrato del segnale
Il Sistema è identico a quello utilizzato nell’attrezzature per le prove triassiali cicliche,
all’infuori dei numero dei canali di ingresso
che sono 6 anziché 13. (vedi pagina 66).
Questo modulo normalizza i segnali in uscita dei trasduttori e ne consente lo spostamento di canale in canale senza dover ripetere la procedura di calibrazione.
Celle di carico
Le due celle di carico da 5 kN sono montate
in linea con gli attuatori (verticale e orizzontale), ciascuna dotata di modulo di calibrazione integrato, in modo che possa essere
spostata di canale in canale sul modulo
IMACS, senza che la taratura debba essere
ripetuta. Accuratezza 1 N.
Trasduttore di spostamento orizzontale
Questo trasduttore di spostamento da ± 25
mm è integrato all’attuatore e permette di
misurare la posizione del pistone di carico
orizzontale. Viene altresì utilizzato per il
servo-controllo nelle prove cicliche in controllo di deformazione.
Caratteristiche del sistema
Telaio: Montato a pavimento, realizzato in
acciaio, alloggia i due attuatori pneumatici a
doppio effetto (orizzontale e verticale), ciascuno dotato di trasduttore di spostamento
integrato. La testina del provino è fissa in
direzione orizzontale, mentre il plinto di base
è montato su slitta che scorre su cuscinetti.
Dimensioni provino: 70 mm di diametro
(50 mm con il set di conversione)
Massimo carico: ± 5 kN (orizzontale e
verticale)
Range di frequenza: 0 ÷ 70 Hz
B Dimensioni complessive:
1200x1500x700 mm (hxlxp)
Caratteristiche elettriche: 240 o 110 V.
50–60 Hz, 1 ph.
A Peso approx.: 350 kg circa
Il Sistema comprende i seguenti:
- Macchina di taglio semplice con attuatori
verticale e orizzontale da 5 kN
- Accessori per la preparazione del provino
da 70 mm
- Trasduttori di spostamento e celle di carico
- Unità di controllo e acquisizione dati
- Software e PC
Accessori
Set di conversione per provini
da 50 mm
31-WF7500/1 Accessori per provini da
50 mm di diametro, compreso plinto di
base e testina di carico.
79
Prove dinamiche
31
Taglio semplice ciclico (seguito)
SOFTWARE
SCHERMATE DI VISUALIZZAZIONE
DEL SOFTWARE
Fase di consolidazione
La consolidazione consiste semplicemente
nell’applicazione al provino di una pressione
verticale statica mentre l’asse di controllo del
carico orizzontale viene mantenuto in posizione fissa.
La pressione assiale, lo spostamento verticale e orizzontale vengono monitorati in funzione del tempo e diagrammati.
I dati acquisiti vengono altresì presentati
all’operatore in forma tabellare con il procedere della prova.
La fase di consolidazione viene terminata
con l’intervento manuale dell’operatore nel
momento in cui l’analisi dei diagrammi indica che la fase si è conclusa.
Fase di taglio semplice ciclico
In questa fase di prova si applica al provino
una forza orizzontale di taglio o in alternativa una deformazione ciclica. Allo stesso
tempo l’asse verticale viene mantenuto in
posizione o in alternativa applica al provino
una pressione assiale costante.
Nel corso della prova, per ciascun ciclo di
taglio vengono registrati: forza assiale e
forza orizzontale, spostamento orizzontale e
verticale, pressione interstiziale indotta.
Il campionamento massimo è di 50 acquisizioni per ciclo. I dati vengono presentati
all’operatore in forma d’onda, grafici in funzione del tempo, tabelle e salvati in file di
archivio. La forma dell’onda ciclica viene
selezionata tra un elenco di forme d’onda
disponibili, ma può anche essere definita
dall’utente in forma qualsiasi.
Fase di taglio a velocità di spostamento
costante
In questa fase si impone una velocità di spostamento costante alla base del provino. Per
ciascun ciclo di carico si acquisiscono: carico
orizzontale e verticale, spostamento orizzontale e verticale, pressione interstiziale indotta.
I dati vengono presentati all’operatore in
forma di grafici in funzione del tempo, grafici sforzi-deformazioni, tabelle e salvati in
file di archivio.
80
Parametri di settaggio
Questa parte del software permette di
impostare i parametri di controllo delle
varie fasi di prova, ad esempio:
- Livello di pressione assiale nella fase di
consolidazione
- Condizioni assiali del provino nella fase
di taglio ciclica: pressione assiale
costante o altezza costante
- Condizioni laterali del provino nella fase
di taglio ciclica: ciclo in controllo di
carico o in controllo di spostamento, tipo
di onda
- Fase di taglio statica: velocità di taglio
- Condizioni di fine prova: % massima di
deformazione o numero massimo di cicli.
Consolidazione
In questa fase vengono visualizzate le
forze di consolidazione applicate al
provino
Pressione dei pori indotta/tempo
Forza assiale/tempo
Forza di taglio/tempo
Taglio – fase ciclica
In questa fase vengono visualizzate le
forze/spostamenti ciclici applicati al
provino.
Pressione dei pori indotta/cicli
Forza assiale/tempo
Taglio – fase statica
In questa fase viene visualizzato
l’andamento del taglio statico applicato al
provino.
Pressione dei pori indotta/tempo
Forza assiale/tempo
Prove dinamiche 31
Prove dinamiche su cilindro cavo (Hollow Cylinder)
31-WF8000 ATTREZZATURA PER
PROVE DINAMICHE SU CILINDRO CAVO
L’apparecchiatura per prove dinamiche sul
cilindro cavo permette di analizzare gli effetti
della rotazione degli assi principali all’interno
di un provino di terreno, mediante controllo
indipendente di direzione e grandezza delle tre
tensioni principali.
Introduzione
In una prova triassiale standard lo stato
tensionale che può essere applicato al
provino riproduce ad esempio le condizioni di una porzione di terreno che si
trova al di sotto dell’asse di un edificio.
In questa situazione infatti le tensioni
indotte (sia orizzontali che verticali)
sono tensioni principali, in quanto su
questi piani agiscono soltanto tensioni
normali e non si hanno tensioni di
taglio. Tuttavia, se si considera la situazione generale di un terreno al di sotto
di un edificio, si verificano differenti
condizioni di stato tensionale, dove sulle
superfici orizzontali e verticali degli ipotetici campioni di terreno sono indotte
sia tensioni normali che tensioni tangenziali (frecce rosse).
Le risultanti di queste tensioni (tensioni
geostatiche orizzontali e verticali preesistenti la costruzione, tensioni verticali, orizzontali e di taglio indotte dall’edificio) possono essere rappresentate da
tensioni principali maggiori e minori
(frecce blu) con una determinata inclinazione rispetto all’orizzontale. Le prove
triassiali standard (sia statiche che dinamiche) permettono di impostare e controllare grandezza e frequenza delle tensioni applicate (orizzontali e verticali) ma
non la direzione.
Il sistema comprende:
- Cella triassiale per campione cilindrico
cavo montato sul telaio della macchina
- Unità di controllo e sistema di acquisizione dati (IMACS)
- Trasduttori per le misure di: carico,
spostamento, pressione interstiziale
- Pacchetto software
- Personal computer
Il sistema richiede l’alimentazione di aria
compressa: pressione massima 10 bar,
capacità 100 litri. (Vedi accessori).
Tensione principale maggiore
σ1
α
Tensione verticale
Direzione della tensione
principale maggiore
Tensioni di taglio
Tensione orizzontale
Tensione
principale
minore
σ3
Applicazioni
L’apparecchiatura del cilindro cavo rappresenta l’unico sistema triassiale in grado di
controllare grandezza e direzione delle tensioni principali:
- Tensioni verticali e orizzontali in modalità
ciclica
- Pressione di cella interna ed esterna in
modalità ciclica
- Contropressione in modalità statica
31-WF8000
Principali caratteristiche:
- Controllo delle tensioni in:
Grandezza
Frequenza
Direzione
- 5 assi di controllo
- Effetto della rotazione degli
assi principali
- Effetto della tensione principale
intermedia
- Possibilità di indagare l’anisotropia
dei campioni
- Frequenza fino a 5 Hz (solo per gli
assi verticale e orizzontale)
- Fino a 19 canali di acquisizione dati
81
Prove dinamiche
31
Prove dinamiche su cilindro cavo (Hollow Cylinder) (seguito)
Attrezzatura base
APPARECCHIATURA (seguito)
Armadio La cella triassiale che alloggia il cilindro cavo è montata sul telaio dell’armadio che
assicura elevata rigidezza per l’applicazione dei
carichi assiali e i momenti torcenti applicati al
campione. Il telaio dell’armadio oltre alla cella
alloggia i due attuatori assiale e torsionale, il
sistema di controllo e acquisizione dati, i cilindri
aria/acqua e il serbatoio di accumulo.
Caratteristiche del campione
1. Dimensioni
H altezza 200 mm
ri raggio interno 30 mm
li movimento radiale della parete interna (mm)
ro raggio esterno 50 mm
lo movimento radiale della parete esterna (mm)
2.
W
T
Pi
Po
Forze e pressioni applicate
carico assiale (N)
momento torcente (N x m)
pressione di confinamento interna (kPa)
pressione di confinamento esterna (kPa)
3.
σa
σr
σh
τah
Tensioni indotte (kPa)
tensione assiale (verticale)
tensione radiale
tensione orizzontale (circonferenziale)
tensione di taglio
Pressione della cella interna La pressione
della cella interna viene applicata attraverso la
servovalvola digitale controllata a loop chiuso
dal trasduttore di misura della pressione interna.
Pressione della cella esterna La pressione della
cella esterna viene applicata attraverso la servovalvola digitale controllata a loop chiuso dal trasduttore di misura della pressione esterna.
Contropressione La contropressione viene
applicata attraverso la servovalvola digitale controllata a loop chiuso dal trasduttore di misura
della contropressione.
Cella triassiale
Plinto di base e testina superiore
Cella triassiale da 150 mm per campioni da
100 mm di diametro esterno, 60 mm di diametro interno, 200 mm di altezza.
La cella è dotata di un telaio interno che alloggia il trasduttore di forza/momento torcente.
Tutte le valvole per riempire e svuotare la cella,
le linee di drenaggio superiore e inferiore sono
sistemate sulla base della cella triassiale. I
cablaggi dei trasduttori interni vengono fatti
uscire attraverso la base. Questa soluzione permette la sistemazione particolarmente accurata del campione e dei trasduttori collegati
prima di chiudere la cella triassiale.
Lo speciale set comprende testina superiore e
plinto di base da 100 mm di diametro esterno
e 60 mm di diametro interno. Entrambi sono
realizzati per accogliere le apposite membrane
interne. I dischi porosi con gli inserti per trasmettere momenti torcenti sono fissati al plinto di base e alla testina superiore. Questi ultimi sono forniti completi di due fori e tubicini
di drenaggio.
Attuatore assiale
L’attuatore pneumatico assiale a doppio effetto è montato sulla base della cella triassiale in
modo da garantire un perfetto allineamento.
E’ dotato di servovalvola a controllo digitale
per forza, spostamento, frequenza e forma
d’onda. L’attuatore è in grado di applicare una
forza massima di ± 10 kN con una corsa di ±
25 mm, ad una frequenza massima di 1 Hz.
Hardware
La cella per accogliere il cilindro cavo è montata sul telaio superiore dell’armadio, che
provvede a fornire le necessarie reazioni alle
varie tensioni applicate al provino. L’armadio
contiene altresì l’attuatore verticale e quello
per l’applicazione del momento torcente, i tre
cilindri aria/acqua, il serbatoio di accumulo
aria compressa con le servovalvole di controllo (per pressione interna, pressione esterna,
contropressione), l’unità IMACS. I vari traduttori, all’infuori della cella per la misura di carico assiale e momento torsionale, sono sistemati sul telaio.
Attuatore torsionale
L’attuatore pneumatico torsionale a doppio
effetto è montato su una piastra rigida fissata al telaio dell’armadio. E’ dotato di servovalvola a controllo digitale per forza, spostamento, frequenza e forma d’onda.
L’attuatore è in grado di applicare un
momento torcente massimo di ± 200 N x m
con una rotazione di 90°, ad una frequenza
massima di 1 Hz.
1
2
1 Base cella
triassiale
2 Braccio
torcente
3
3 Cuscinetto
reggispinta
4
Cella triassiale
82
Attuatori assiale e radiale
4 Attuatore
assiale
Piedistallo di base
Prove dinamiche 31
Prove dinamiche su cilindro cavo (Hollow Cylinder) (seguito)
APPARECCHIATURA (seguito)
Sistema di controllo integrato Multiasse
(IMACS). Il Sistema è identico a quello utilizzato nelle attrezzature per le prove triassiali cicliche. (vedere pagina 66).
Software
Il software suddivide la prova in cinque fasi:
1. Impostazioni generali
Vengono introdotti i seguenti dati:
- Nome Operatore
- Identificazione del campione
- Dimensioni
Diametro interno iniziale
Diametro esterno iniziale
- Altezza iniziale
- Identificazione del file dati di prova
2. Fase di saturazione
- Incrementi di pressione in cella (interna ed
esterna) in termini di gradini o di rampa
continua
- Contropressione differenziale
- Tempo di completamento della fase
3. Fase di consolidazione
Possono essere eseguiti tre tipi di consolidazione:
Consolidazione isotropa
Dati di ingresso:
- Tensione normale iniziale media
- Tensione normale media finale
- Durata della fase di consolidazione
Consolidazione anisotropa – tipo A
Dati di ingresso:
- Tensione normale efficace iniziale media
- Tensione assiale finale
- Rapporto tra le tensioni efficaci
- Coefficiente della tensione principale
intermedia
Consolidazione anisotropa – tipo B
Dati di ingresso:
- Tensione normale efficace iniziale media
- Tensione normale efficace media finale
(valore di target)
- Tensione deviatorica finale
- Direzione iniziale della tensione principale
maggiore
- Direzione finale della tensione principale
maggiore
- Coefficiente iniziale della tensione
principale intermedia
- Coefficiente finale della tensione
principale intermedia
4. Fase di taglio monotonica (in controllo di
carico o di deformazione)
Dati di ingresso:
- Condizioni di drenaggio
• Drenata - Non drenata
intermedia durante la fase di taglio:
• Direzione della tensione di taglio
monotonica
- Direzione della tensione principale
maggiore (per consolidazione
isotropa)
- Direzione della tensione deviatorica
indotta (per consolidazione
anisotropa)
- Velocità di carico della tensione di
taglio indotta (per le prove in
controllo di carico)
• Velocità di deformazione (per le prove
in controllo di deformazione)
- Deformazione ottaedrica di taglio
finale
5. Taglio ciclico
Dati di ingresso:
- Condizioni di drenaggio:
• Drenata - Non drenata
intermedia durante la fase di taglio:
• Direzione della tensione di taglio ciclica
- Nel caso di consolidazione isotropa
Direzione della tensione principale
maggiore
- Nel caso di consolidazione
anisotropica
- Direzione della tensione deviatorica
indotta
- Tensione deviatorica ciclica indotta
(possibilità di carico ciclico
asimmetrico)
- Frequenza
- Deformazione di taglio ottaedrica finale
- Numero massimo di cicli
Il software comprende anche le seguenti
sezioni:
Archivio trasduttori, dove sono memorizzati
i dati di taratura e i numeri di matricola dei
trasduttori. La ricollocazione di un trasduttore
si effettua immediatamente da tastiera.
Archivio forme d'onda, dove sono memorizzate le diverse forme d'onda (sinusoidale,
semisenoinverso, quadra, triangolare, ecc) e
quelle impostate dall’utente.
Archivio prove, dove sono memorizzate le
impostazioni e i dati di prova. Ciascuna prova
può essere richiamata e riprodotta esattamente con la stessa procedura con cui la stessa è
stata effettuata.
Programma universale di messa a punto.
Utilizzando un apposito provino di riferimento, il sistema può essere messo a punto per
ottenere la migliore forma d'onda selezionata.
Sistema IMACS
Il plottaggio della fase di saturazione sottostante mostra che
l’utente ha selezionato la rampa di consolidazione continua con
rampe di pressione in cella sia interna che esterna.
La consolidazione anisotropica tipo-B prevede l’applicazione della
forza assiale e orizzontale torcente, con la pressione in cella interna
ed esterna, in modo da ottenere valori prefissati di tensione
normale efficace media e di tensione deviatorica.
83
Indice alfabetico
A
D
Accessori
per celle triax. Standard 30
Accessorio per prove di estensione 34
Acquisizione dati per triassiale autom. 54
Adattatori
per celle triax. rinforzate 32
per conversione celle 34
Anelli
di tenuta (O ring) per celle triax. 31, 33, 34
dinamometrici per triassiali 26 28
Anulare, macchina di taglio 20
Apparecchio di taglio semplice ciclico 78
ATD
automatic triaxial DATALOG 54
unità di aquisiz. dati per triax. autom. 54
Attrezzatura per prove din. su cilindro cavo 81
Autogeolab, moduli software 55
AUTOSHEAR, macchina di taglio 14
AUTOTRIAX, sistema triassiale automatico 50
DATACOMM, software per GEODATALOG 63
DATALOG, sistema di acquisizione dati 64
Determ. permeabilità con cella triax. 45
DIGISHEAR, macchina di taglio 12
Disareatore d'acqua 40
Dischi
filtranti 33, 34
porosi per celle triax. 31, 33, 34
Dispositivo a doppia buretta 41
Doppia buretta per variazione di volume 41
Doppia buretta 41
B
Banco di consolidazione triassiale 43
Bender elements 36, 77
Blocchetto disaerante 42, 68
Bromhead, macchina di taglio anulare 20
Buretta di drenaggio 31
C
Campionatori
per celle rinfor. 33
per provini triax. 30
Cella
a membrana aria/acqua 39
per consolidazione continua 10
Celle
di carico a immersione per triassiali 26, 68
di carico esterne 68
di carico per presse triassiali 26, 29
per prove di permeabilità 44, 45
triassiali per prove cicliche 76
triassiali per terreni non saturi 47
triassiali rinforzate 32
triassiali standard 30
triassiali Tri-Cell Plus 34
Cilindro cavo, prove dinamiche su 81
Colorante rosso 41
Comparatori centesimali 27 28
Compressore d'aria 41
Consolidazione
continua 10
dei provini per prove triax. 43
idraulica 11
Convertitote LAN-RS232, 54
84
E
Edometri 8
Estensione, accessorio per prove di 34
F
Filtri carta per drenaggio 31, 33, 34
Filtro aria/trappola acqua 41
Fogli di calcolo MS Excel prove triax. 27, 62
Forma apribile 31
Formatore campioni 33
Fustella sezionata 31
G
GEODATALOG 27, 29, 62
Geolab 2000, software per DATALOG 64
Grande macchina di taglio 18
Guaina di gomma per celle triax. 31, 33, 34
H
Hollow cylinder, prove dinamiche 81
Hydrocon, cella di consolid. Idraulica 11
HYDROMATIC
unità autonoma digitale 38
unità idraulica servocontrollata 53
I
IMACS, sistema integrato di controllo 72
Ingrassatore per celle triax. 31
M
Membrana di ricambio per cella aria/acqua 39
Mid height, trasduttori 37
Misura
di variazione di volume 41, 53, 61, 69
pressioni interstiziali 42
Modulo
di espansione ATD 54
di espansione RTC 52
LAN HUB a 8 uscite 54
Indice alfabetico
N
T
Non saturi, terreni 46
Taglio semplice ciclico 78
Tendiguaina per celle triax. 31, 33, 34
Terreni non saturi, prove sui 46
Testina
superiore per celle triax. 31, 33, 34
supriore con attacco vuoto 34
Testine sup. con bender elements 37
TORSHEAR, macchina di taglio anulare 20
Trappola per acqua 40
Trasduttori
"Mid height" 37
"On sample" 35, 69
di pressione 27, 29, 42, 68
di suzione 49
elettronici per GEODATALOG 67
per prove tiassiali automatiche 60
per prove triassiali cicliche 76
potenziometrici lineari 27, 29, 67
Traslazione degli assi, prove non saturi 48
Triassiale automatico, AUTOTRIAX 50
TRIAX 50, macchina triassiale 28
Tri-Cell Plus, celle triassiali 34
TRITECH, macchine triassiali 24
Tubicino drenaggio sup. 31
Tubo
di Nylon 6x4 mm 31, 39
Nylon 6x8 39
gomma per vuoto 40
O
Olio di vaselina 31
On sample, trasduttori 35, 69, 77
P
Pannelli di distribuzione pressione 39
Pannello
colleg. Pompa a vuoto/serbatoio 40
di distribuzione acqua 76
Permeabilità, celle per prove 44, 45
Pesi asolati 13
Piatto adattatore per celle standard 31
Pompa per vuoto 40
Presse triassiali 24
Pressioni interstiziali 42
Prolunghe per trasduttori 42
Prove
di taglio diretto 12
dinamiche su cilindro cavo 81
dinamiche 70
su terreni non saturi 46
triassiali cicliche/Stress path 70
triassiali 22
R
Real time control box RTC 52
Regolatore di pressione 39
RTC, unità di controllo triax autom. 52
S
Scatole di taglio 13
Scissometro da laboratorio 19
Serbatoio disaerante per acqua 40
SERVOFLOW, unità pneumatica servocontrollata 53
SHEARMATIC, macchina di taglio autom. 16
Sistema
automatico misura variaz. Volume 41, 53, 61
base RTC 52
di alim. e misura per bender elem. 37
di pressione acqua/olio 39
triassiale automatico 50
Sistemi AUTOTRIAX, configurazioni tipiche 58
di didareazione acqua 40
di pressione per prove triax. 28
di pressione per triassiale automatica 53
triassiali statici/dinamici 70
Software per prove triassiali 55, 65
Stress path, prove triassiali cicliche 70
Striscie drenanti 33, 34
U
Utensile
per O ring. 31, 33, 34
per svasare 31
V
Valvola
a spostamento nullo 31
automatica on/off 53
Visualizzatore digitale pressioni interstiz. 42
85
Indice numerico
26
26-WF0230/C2
26-WF0230/D2
26-WF0302
26-WF0312
26-WF0320
26-WF0320/3
26-WF0320/4
26-WF0320/9
26-WF0321
26-WF0321/3
26-WF0321/4
26-WF0321/9
26-WF0322
26-WF0323
26-WF0325
26-WF0325/3
26-WF0325/4
26-WF0325/9
26-WF0325/10
26-WF0326
26-WF0326/3
26-WF0326/4
26-WF0326/9
26-WF0326/10
26-WF0327
26-WF0328
26-WF0335
26-WF0335/3
26-WF0335/4
26-WF0335/9
26-WF0335/10
26-WF0337
26-WF0338/A
26-WF0345
26-WF0360
26-WF0360/1
9
9
8
8
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
8
11
10
10
27
27-WF0215/B
27-WF0215/B2
27-WF0215/B3
27-WF0215/B5
27-WF0215/B6
27-WF0215/B7
27-WF0215/4
27-WF0215/8
27-WF0216/B
27-WF0216/B2
27-WF0216/B3
27-WF0216/B5
86
13
13
13
13
13
13
13
13
13
13
13
13
27-WF0216/B6
27-WF0216/B7
27-WF0216/4
27-WF0216/8
27-WF0218/B
27-WF0218/B2
27-WF0218/B3
27-WF0218/B5
27-WF0218/B6
27-WF0218/B7
27-WF0218/4
27-WF0218/8
27-WF0219/B
27-WF0219/B2
27-WF0219/B3
27-WF0219/B5
27-WF0219/B6
27-WF0219/B7
27-WF0219/4
27-WF0219/8
27-WF0222/B
27-WF0222/B2
27-WF0222/B3
27-WF0222/B5
27-WF0222/B6
27-WF0222/B7
27-WF0222/4
27-WF0222/8
27-WF0230/C3
27-WF0230/C4
27-WF0270/A
27-WF0271/A
27-WF0272/A
27-WF0273/A
27-WF0274/A
27-WF0275/A
27-WF0276/A
27-WF0277/A
27-WF0377/ST
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87
Indice numerico
28-WF4153
33 34
28-WF4154
33 34
28-WF4155
33 34
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33 34
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76
76
76
76
76
78
79
81
Memorandum
26
Memorandum
Memorandum

Prove triassiali

Transcript

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