Da realidade à modelagem: Teste de blocos de concreto em uma centrífuga
Resultados confiáveis a 150G: O QuantumX é usado para aquisição de dados em uma centrífuga geotécnica
Terreno seguro sob os nossos pés - isso é o que todos nós queremos. No entanto, o solo é composto de muitos componentes diferentes e os processos altamente dinâmicos que podem ocorrer no solo podem desestabilizar edfícios e instalações de infraestrutura de uma forma muito perigosa.
Centrífugas geotécnicas facilitam a modelagem realista das relações complexas dos processos de tensão e deformação sob carga no solo. No entanto, a aquisição de dados mensurado com segurança é tão importante quanto a própria centrífuga. Por esta razão, os engenheiros da Universidade de Pretória confiaram no sistema de aquisição de dados QuantumX da HBM que é usado em combinação com a sua moderna centrífuga geotécnica.
Construindo a ultra-moderna linha ferroviária "Gautrain" que liga as metrópoles sulafricanas Pretória e Joanesburgo, os engenheiros estavam enfrentando um grande problema: No sul da Pretória, a rota do trem atravessa uma paisagem cárstica caracterizada por alicerce de dolomita propensas à formação de buracos. Para permitir a construção um viaduto com segurança neste subsolo difícil, experimentos complexos de sobrecarregamento de grande escala tiveram de ser realizados envolvendo a montagem de mais de mil blocos de concreto pesados com dez toneladas cada um, a fim de explorar a rigidez do solo acima de potenciais buracos.
Centrífuga Geotécnica
Uma vez que os resultados dos testes de grande escala eram altamente variáveis, o comportamento das pilhas de blocos de concreto foi estudada mais detalhadamente no Laboratório de Centrífuga da Universidade de Pretória, inaugurado oficialmente em junho de 2012.
O laboratório é um dos institutos mais tecnicamente avançados neste campo em todo o mundo - e tem destaques técnicos excelentes para oferecer: A centrífuga, fabricado pela empresa francesa Actidyn, é capaz de acelerar uma massa com peso de até uma tonelada 150 vezes a gravidade da Terra (150G). Esta aceleração extremamente alta é necessária para permitir que as tensões e deformações complexas que ocorrem no solo sejam simuladas tão realisticamente quanto possível.
Dados de diversos transdutores e sensores
Tais experimentos complexos também requerem aquisição contínua de muitos parâmetros e grandezas de medição diferentes. Além de câmeras usadas na velocimetria por imagem particular, atuadores e sensores diferentes foram integrados à centrífuga para medir:
- Deslocamento usando LVDTs, potenciômetros, sensores de deslocamento a laser e scanners
- Pressão usando transdutores hidraulicos de pressão para a medição da pressão no solo
- Força/Peso usando células de carga baseadas na tecnologia strain gage
- Temperatura
O Sistema QuantumX da HBM é utilizado para aquisição de dados. O QuantumX demonstra seus pontos fortes, em especial quando muitas grandezas de medição diferentes precisam ser adquiridas - mesmo quando diferentes tecnologias de transdutor estão envolvidas.
Mais do que qualquer outro sistema de aquisição de dados, o QuantumX convence através da excelente versatilidade e flexibilidade de uso. O sistema Advanced Plug & Measure permite que transdutores baseados em tecnologias diferentes possam ser facilmente conectados aos módulos QuantumX – e você pode começar a medir imediatamente. O sistema de aquisição de dados de medição não requer qualquer ajuste ou configuração complexa.
Os seguintes módulos QuantumX garantem medição confiável na centrífuga geotécnica:
- Um gravador de dados QuantumX CX22 para armazenamento de dados diretamente na centrífuga
- QuantumX MX840A (8 canais) e MX440A (4 canais) amplificador universal para uma aquisição segura, rápida e confiável de diferentes grandezas de medidas
- Um QuantumX MX878 signal generator
Cabos Ethernet e de fibra óptica, com 1 GB de transferência são utilizadas para transmissão de dados.
Muitas Vantagens de Experiências Usando Centrífugas
Esta configuração geral de teste profissional, que oferece muitas vantagens para os engenheiros da Universidade de Pretória, permite a modelagem de problemas complexos em 3D, utilizando meios simples. Engenheiros podem observar com precisão os eventos físicos reais e processos mecânicos - ao mesmo tempo que se beneficiam de um equipamentos de aquisição de dados confiável.