Cisaillement cyclique simple

L'échantillon standard a un diamètre de 70 mm. Le test peut également être effectué sur des échantillons de 50 mm de diamètre en utilisant le kit de conversion 31-WF7500/1.

L'échantillon est placé sur un socle, avec un capuchon supérieur identique à celui utilisé pour le test triaxial, et est soutenu latéralement par une membrane en caoutchouc fixée par des joints toriques. Pour maintenir un diamètre constant tout au long du test, l'échantillon est retenu par une série de bagues collectrices.

Lors du cisaillement, les anneaux glissent les uns sur les autres comme le montre la photo 3 ci-dessus, tout en gardant un diamètre constant.  La hauteur verticale de l'échantillon est maintenue constante par l'actionneur vertical sous contrôle en boucle fermée avec rétroaction du transducteur de déplacement vertical. La variation de la contrainte verticale nécessaire pour obtenir une hauteur constante est supposée être égale à la variation de la pression interstitielle.

Vous trouverez ci-dessous une description générale des principaux composants du système :

Le système consiste en un simple cadre de charge de cisaillement équipé d'un récepteur d'air avec des servo-valves pour contrôler la charge/déplacement vertical et horizontal. Il intègre un système de contrôle et d'acquisition de données tel que décrit ci-dessous, avec deux actionneurs de 5 kN. Le système est logé dans une armoire. Les actionneurs horizontaux et verticaux sont fixés au châssis, qui fournit la réaction aux forces appliquées. Chaque actionneur possède un transducteur de déplacement interne, qui relaie la position du piston de l'actionneur à l'ordinateur. C'est très important lors de la mise en place d'un échantillon ; cela permet de définir un déplacement suffisant pour la durée du test. L'échantillon est placé dans la machine, qui comporte une moitié supérieure fixe et une moitié inférieure mobile. La moitié supérieure abrite le bélier vertical de 50 mm de diamètre. Celui-ci est logé dans un palier linéaire pour permettre le mouvement vertical et empêcher le mouvement horizontal. La moitié inférieure est montée sur des roulements à rouleaux comme dans une boîte de cisaillement standard.

L'IMACS est une unité compacte et autonome qui fournit toutes les fonctions critiques de contrôle, de chronométrage et d'acquisition de données pour le test et les transducteurs. Il est relié à un ordinateur personnel par une liaison de communication USB.

Le module d'acquisition de données dispose de 13 canaux d'entrée normalisés (plage de ±10 V) pour les transducteurs. Ces canaux sont numérisés par des convertisseurs A/N (20 bits) précis et à grande vitesse pour l'analyse et la présentation des données. Le module de contrôle dispose de deux canaux pour le contrôle de la rétroaction. L'un est dédié à l'actionneur vertical pour la charge/déplacement, le second est pour l'actionneur horizontal pour la charge/déplacement. Le module de contrôle de rétroaction et le module d'acquisition de données ont leur propre interface USB 10 Mbit/s ou RS232 à haute vitesse. Cela permet une communication simultanée et ininterrompue, ce qui augmente la vitesse de coopération et la flexibilité.

Supervisé par le PC, l'IMACS contrôle automatiquement l'opération de chargement

pour les différents types de tests. L'IMACS commande directement la servovalve pour appliquer le taux de charge ou la forme d'onde demandés. Lorsque l'échantillon est soumis à des forces de charge, l'IMACS saisit les données des capteurs et les transfère, via la liaison USB ou RS232, au PC pour traitement, affichage et stockage.

Ces deux cellules de charge de 5 kN sont montées en ligne avec les actionneurs horizontaux et verticaux.

Les capteurs sont équipés d'un module d'étalonnage, ce qui permet de changer ou de déplacer les capteurs dans le système d'acquisition de données sans avoir à les réétalonner. Précision de 1 N.

 

Ce transducteur de déplacement de ± 15 mm est intégré à l'actionneur. Il mesure la position du piston de l'actionneur et peut également être utilisé comme capteur de contrôle pour l'essai de déformation cyclique.

 

Ce transducteur est calibré sur ± 2,5 mm pour contrôler la hauteur de l'échantillon. Précis à 1 μm.

Cela normalise toutes les sorties des transducteurs, ce qui permet de déplacer les transducteurs d'un canal à l'autre sans avoir à les recalibrer.