Устройство для исследования свойств грунта

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ.ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТа ГРУНТА по авт.св. № 939637, отличающееся тем, что. с целью повышения достоверности измерений , измерительное приспособление снабженоблоком моделирования силы внедрения штампа в исследуемый грунт, выполненным в виде верхнего и нижнего основания, установленного на верхнем из них дифференциально .трансформаторного датчика с сердечником ,, размещенных на нижнем основании воздушных демпферов, соединенных короь«лслом, пропущенного через верхнее Основание штока, соединенного с сердечником и коромыслом,размещенной между нижним основанием и коромыслом тарированной пружины сжатия.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

З(50 F. D 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИОМИТЕТ СССР

OO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 939637 (21) 3325734/29-33 (22) 04. 08.81 (46) 15 ° 04. 83. Бюл. Р 14 (72) В.В. Кованько, Б.В. Нечежеленко и П ° А. Починок (71) Украинский институт инженеров водного хозяйства (53) 624.131.377(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 939637, кл. Е 02 D 1/00, 1979. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ. ИССЛЕДОВАНИЯ

СВОЙСТВ. ГРУНТА по авт.св. Р 939637, îZëè÷ающеесятем,что, „.SU 1011778 А с целью повышения достоверности измерений, измерительное приспособление снабжено блоком моделирования силы внедрения штампа в исследуемый грунт, выполненным в виде верхнего и нижнего основания, установленного на верхнем из них дифференциальнотрансформаторного датчика с сердечником,. размещенных на нижнем. основании воздушных демпферов, соединенных коромыслом, пропущенного через верхнее основание штока, соединенного с сердечником и коромыслом, размещенной между нижним основанием и коромыслом тарированной пружины сжатия.

1011778

Изобретение относится к стройтельству, к устройствам для исследования физико-механических свойств грунта, и может быть использовано для моделирования условий естественного залегания грунта. 5

По основному авт.св. 9 939637 известно устройство для исследования свойств грунта, включающее корпус, основную и дополнительную кольцевые камеры для грунта, центробежную уста- 10 новку, электромагнитную катушку с якорем и ударником, измерительное приспособление, выполненное в виде трех цилиндрических металлических обкладок, образующих емкостные элект-)5 рические элементы, причем две обкладки установлены по стенкам камер для грунта, а третья — на ударнике (1 g, Недостаток известного устройства заключается в том, что силу воздействия штампа на исследуемый грунт не измеряют, а определяют расчетным путем, при этом поскольку пенетрометр шарнирно прикреплен.к коромыслу центробежной установки и при ее работе отклоняется по направлениям равнодействующей центробежной силы и силы тяжести Земли, изменяя угол относительно коромысла в пределах от

90 до О, полный радиус вращения пенетрометра в каждый момент времени вычисляют приближенно, что вносит погрешность в определение силы внедрения штампа ударника в грунт и в конечном счете влияет на точность определения прочности грунта.

Целью изобретения является ïîâûшение достоверности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для исследования свойств .грунта измерительное 40 приспособление снабжено блоком мо:делирования силы внедрения штампа в исследуемый грунт, выполненным в виде верхнего и нижнего основания, установленного на верхнем из них 45 дифференциально-трансформаторного датчика с сердечником, размещенных на нижнем основании воздушных демп" феров, соединенных коромыслом, пропущенного через верхнее основание штока, соединенного с сердечником и ! коррмыслом, размещенной между нижним основанием и коромыслом тарированной пружины сжатия.

На фиг.l показан пенетрометр, общий виду на фиг.2 - электрическая .схема измерительного приспособления пенетрометра для определения плотности и прочности грунтов; на фиг.3схема включения и отключения электромагнита постоянного тока; на фиг.4 - РО

1 схема блока моделирования силы внедрения штампа в исследуемый грунт.

Описываемое устройство состоит из дентробежнбй установки, (не показанау коРпУса пенетрометра 1, закрыто« i/5 го крышкой 2. В нижнем отсеке корпу" са 1 размещен блок моделирования силы внедрения штампа в исследуемый грунт, состоящий из работающей на сжатие цилиндрической тарированной пружины

З,.предназначенного для успокоения колебаний подвижной части блока, воздушных демпферов 4, коромысла 5, навинченного на шток 6 и опертого своим основанием на пружину 3, ферромагнитного сердечника 7, корректора 8 и дифференциально-трансформаторного датчика 9.

В верхнем отсеке корпуса расположены обкладки 10 и 11 цилиндрического емкостного элемента, образующие конденсатор с электрической емкостью

C A. В свою очередь обкладка 11 совместно с обкладкой 12, запрессованной на боковой поверхности ударника

l3 образует конденсатор с электрической е стью Св ударник 13-через якорь 14 удерживают в .исходном сбстоянии электромагнитом постоянного тока 15. Нижняя часть ударника 13 представляет собой штамп 16.

Обкладка 10 с натягом одета на стакан 17, а обкладка ll запрессована в цилиндр 18, который совместно со стаканом 17 представляет собой опору для крышки 19, .прижатой крышкой 20. Внутренняя камера представляет собой стакан 21, закрывающийся крышкой 22. Исследуемый грунт 23 находится одновременно во внутренней цилиндрической 24 и наружной кольцевой камерах 25. Обкладки 11 и 12 разделены слюдяным изолятором

26. Обкладки 10 и 11 имеют выход на измерительный мост переменного тока

P-5004 через винты 27 и 28. Обкладки 11 и 12 имеют выход на второй измерительный мост через винты 28 и 29. Две кнопки с самовоэнратом 30 с одними замыкающими и одними размыкающими контактами встроены по торцу каркаса электромагнита 15 так, что когда якорь 14 притянут электромагнитом, происходит нажатие им кнопок.

Каркас катушки электромагнита постоянного тока 15 в свою очередь прикреплен к днищу крышки 31. Фланец

32 крепится к крышке 33, на которую навинчена крышка 34, предохраняющая выводы обкладок, а также клеммы 35 подвода питания к катушке электромагнита. В нижней части корпуса 1 установлены верхнее 36 и нижнее 37 основания.

Работа устройства для исследования свойств грунта заключается в следующе м.

Перед испытанием осуществляют тарирование пенетрометра. Для того, чтобы сила воздействия на пружину 3 подвижной системы блока (состоящей из ферромагнитного сердечника 7, 1011778

4 штока б ко омысла 5 р сла 5, корректора 8, ны сФ свяэана с действующей силой с учетом трения в воз воздушных демпфе- определяющей эту деформацию по форму- . б У рах 4) всегда была равна силе внед- ле рения штампа ударника в исследуемый 8F 3 г рунт, при работе центробежной устаFnD новки необходимым условием этого

1 (ъ) является строгое соотношение их масс. г е

При изготОвлении пенетрометра задают массу ° ударника известной величиной. 1

Массу же подвижной системы блока, исходя из этого Определяют экспери 10 6 РМ вЂ” модуль упругости ментальным путем следующим образом. д

Выбранную для работы в пенетро3= сопМ. — диаметр витка пружйметре пружину 13 предварительно одены.

Подставив из выражения (3) значе ние д в выражение (2), получим что у t5

Р

22, а верхний — на корпус ударника 8F Р

1 3. Пенетрометр крепят к коромыспу U=f n (1

h центробежной установки, ключ К схемы

2 1 + . () питания электромагнита 15 (фиг. 3)»H+ исходя из того, что сила воздейразомкнут. Задавая различную скорость cтвия подвижной системы F всегда раввращения центробежной установке, на силе Р; внедрения штампа ударнификсируют величины результирующего ка в грунт

l центробежно-гравитационного ускорения и соответствующие им величины () -(+)

2 1 деформации пружины, которые опреде- Т ляют по вели о величине электрической емкосТаким образом, блок измерительноти СВ конденсатора С по ормуле го приспособления (фиг. 4) измеряет р, ф рму, е силу внедрения. штампа ударника в.

С .=0,24" Qgj1 (грунт по вели"ине напряжения на вто

8i Д»

2 1)

) ричной обмотке дифференциально-транс-.

Ь

2 портного датчика.

% Так как прочность грунта определяется работой, затраченной на внедрегде б=сопз — диэлектрическая прони- ние в него жесткого штампа, а измеря-. цаемость диэлектрика, емая величина силы внедрения штампа расположенного между ударника в грунт F.=con5+ для каждо- . .1 обкладками 11 и 121 З5 го момента времени,,то прочность исвеличина перекрытия . следуемого грунта определяется лишь

Обкладок, равная величи- глубиной внедрения в него штампа 16 не е

t е деформации пружи- а следовательно, измеренной величиной ны cf электрической емкости конденсатора р%

Ц) С ;. Шкалы измерительных мостов конЭ = внешний диаметр внут- дейсаторов С> и С В программ(уированы

D = con э+ — в нешни ренней обкладки конден- соответственйо в единицах плотности сатора} и прочности.

В =СОП$1 — вн т е внутренний диаметр: для проведения испытаний пенетровнешней обкладки кон- 45 метр с грунтом 23 размещают на центденсатора. робежной установке (не показана) . . Затем пружину 13 возвращают в свое Грунт 23 под воздействием центробежрабочее -положение (как показано на .Ных сил уплотняется. По показаниям фиг ° 1) . Пенетрометру задают те же: моста, подключенного к конденсатору значения ускорений. Путем вариаций С обеспечивают необходимую

50 х димую плотмасс элементов, составляющих подвиж- ность грунта. После уплотнения,грун ную систему блока, добиваются того, та электромагнит 15.обесточивают И о м что этим ускорениям соответствуют де- . ударник 13 под- действием центробе ж ф рмации пружины, равные предццущим. но-гравитационных сил обеспечивает

Величину деформации в этом случае оп- внедрение штампа 16 в исследуемый ределяют исходя из того, что напряже-5 грунт с силой „, величину которой ние на выходе дифференциально-транс- измеряют с помощью блока моделироваформаторного датчика 9 - V2 находит- ния силы внедрения штампа в исслед - сследуся в.функциональной зависимости от - емый грунт. С помощью моста, подклю-, перемещения сердечника 7 (равного ве- ченного к конденсатору С, измеряют личине деформации пружины d") относи-60,,прочность грунта. тельно еro электрической нейтрали, Применение предложенного устрой=Е (д). C ) ства для исследования свойств грунта

), позволяет автоматически проводить

2), В то же время Йзвестно, что вели- замеры прочностных характеристик исчина. деформации цилиндрической пружи-gg дледуеьых грунтов.

P° . =var

1011778

1011778

Составитель В.Латушкин

Редактор М.Дылын Техред Е.Харитончик Корректор Л.Бокшан

Заказ 2706/36 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, r.ужгород, ул.Проектная, 4