Misure locali
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Prova triassiale con misure locali

Per misurare, durante una prova triassiale, la rigidezza dei terreni nel campo delle piccole deformazioni (10-5 < e< 10-3), è necessario fare ricorso a misure locali del cedimento e del carico assiale. Infatti, in questo campo, la rigidezza del sistema meccanico di ripartizione della cella non è trascurabile, così come diventano significativi gli errori di allineamento del provino o la non perfetta complanarità delle superfici piane con le piastre di carico.

Per evitare gli attriti dell’asta per il carico verticale, si ricorre ad una cella di carico interna (alloggiata in prossimità del provino); le misure di spostamento si eseguono direttamente sul provino, mediante trasduttori ad elevata risoluzione.

Figura 1: Lo schema adotta sei trasduttori di non contatto, due per la misura degli spostamenti radiali, quattro per quelli assiali, usati a coppia da due lati diametralmente opposti del provino per mediare eventuali disuniformità.

 

 Legenda:

1             Trasduttore di pressione per la misura della tensione in cella

2             Trasduttore di pressione per la misura della back pressure al drenaggio inferiore TP1

3             Trasduttore di pressione per la misura della back pressure al drenaggio superiore TP2

4             Trasduttori di spostamento di non contatto verticali

5             Trasduttori di spostamento di non contatto orizzontali

6             Montanti in acciaio inox

7             Piatti in acciaio inox

8             Provino

9             Drenaggio inferiore

10           Drenaggio superiore

11           Cella di carico interna

12           Cella di carico esterna

13           LVDT

14           Pistone di carico

15           Ripartitore di carico superiore

I trasduttori di non contatto rilevano lo spostamento di un dischetto di metallo (target) fissato direttamente al provino; essi hanno una elevata risoluzione, quelli utilizzati rilevano spostamenti di 0.2 micron.

Figura 2: alcuni esempi di misure locali confrontate con quelle tradizionali le quali mostrano una sottostima delle tecniche tradizionali nella determinazione del modulo a basse deformazioni.

La misura delle deformazioni locali con trasduttori di non contatto permette un significativo confronto tra il decadimento della rigidezza in diversi percorsi di rottura, come ad esempio in compressione per carico ed estensione per scarico evidenziati in Figura 3.

Figura 3: confronto della rigidezza

 

Prove triassiali con le misure locali delle deformazioni devono essere controllate mediante un pannello contenente la seguente strumentazione:

valvola proporzionale per l’applicazione della pressione in cella;

valvola proporzionale per l’applicazione della contro - pressione;

valvola proporzionale per l’applicazione del carico assiale mediante un attuatore pneumatico fissato sulla traversa della pressa di carico;

trasduttori per la misura della pressione in cella, della contro - pressione, del carico assiale applicato al provino, delle deformazioni assiali, radiali  e delle deformazioni volumetriche.

Le valvole proporzionali ed i trasduttori devono essere collegati, mediante opportune interfacce, ad un computer dotato di programma di controllo in grado di gestire automaticamente le fasi di saturazione, consolidazione e rottura del provino. In particolare, mediante tale sistema, devono essere possibili consolidazioni di tipo anisotropo o monodimensionali secondo rampe di carico prestabilite e rotture secondo un qualsiasi tipo di percorso tensionale.