Forschungsinfrastruktur

5000 kN Presse

- Triaxiale Verformungsversuche bei Raumtemperatur
- Mantel- und Porendruck bis zu 200 MPa
- Axiale Belastung bis 5000 kN
- Standardprobengröße: 30 mm Durchmesser, 75 mm Länge
- Optionaler echter triaxialer Druckbehälter
- Optionale Ultraschalltransmissionsmessungen in axialer Richtung
- Optionale Messungen der Schallemissionen mit nur einem Schallwandler

Konventionelle triaxiale Verformungsversuche (σ1 > σ2 = σ3) mit und ohne Porendruck werden in einem Druckbehälter mit Öl als Umschließungsmedium durchgeführt. Axialkraft, Umschließungsdruck und Porendruck werden servohydraulisch über Doppelkammerkolben gesteuert.Feste Kolben (Experimente an trockenen Proben) und Kolben, die in der Lage sind, Porenflüssigkeit durch eine zentrale Bohrung zu leiten (Experimente an trockenen und gesättigten Proben), werden auf der Probe positioniert, um eine axiale Last mit einer konstanten Rate aufzubringen. Hochdruckschläuche verbinden den Kolben mit einem der beiden Druckübersetzer (Porenvolumometer). Gleichermaßen ist der Druckbehälter mit dem Bulk-Volumometer verbunden.

Proben und Kolben sind mit Gummischläuchen ummantelt, um zu verhindern, dass Öl in die Probe eindringt, und um das Manteldrucksystem vom Porendrucksystem zu trennen. Der Druck wird mit einem Manometer gemessen, die axiale Belastung mit einer externen Kraftmessdose. Axiale Verschiebung sowie Position der Bulk- und Porenvolumometerkolben werden mit  mehreren Wegaufnehmern und einem zusätzlichen einzelnen Wegaufnehmer und die  mit Wegaufnehmern erfasst.

Zwei identische Ultraschallsensoren können unterhalb und oberhalb des Druckbehälters in einer Linie mit den axialen Belastungskolben angebracht werden und sind an ein Ultraschall-Tischgerät angeschlossen. Die Schallköpfe sind in hohlen Stahlzylindern eingebettet, um zu verhindern, dass sie eine axiale Last tragen. Eine Feder und ein Kopplungsmedium (Ultraschallgel oder Graphitschmiermittel) sorgen für eine konstante Kopplung an die Innenfläche des Zylinders während eines Experiments.

Youtube video: Indentationsexperiment!

Ahrens et al. 2018
Duda & Renner 2013

Standard Piston-cylinder apparatus

Maximaler Druck: 4 GPa. Maximale Temperatur: 1200 °C. Probengroße: ab 3 x 7mm bis zu 5 x 15mm.

Renner et al. 1997

Griggs apparatus

Maximaler Druck: 4 GPa. Maximale Temperatur: 1200 °C.

Rybacki et al. 1998