Устройство для испытания грунта на компрессию и сдвиг

 

1. Устройство для испытания грунта на компрессию и сдвиг, содержащее стайиНу , рабочую камеру для грунта с шарнирно закрепленным днищем и боковыми стенками , каретку, установленную с помощью роликовых опор между днищемрабочей камерь и станиной, нагрузочное приспособление , включающее винтовой пресс и щтамп, сдвигающее динамометрическое приспособление двустороннего действия, измерительные приборь, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности определения прочностных и деформационных характеристик , за счет обеспечения плоскопараллельного перемещения штампа и равномерной осадки образца, оно снабжено щтоком, поперечной балкой и втулкой, вмонтированной в балку, при этом шток размещен во втулке и жестко соединен со щтампом, поперечная балка соединена со станиной, а динамометр нагрузочного приспособления установлен на штоке над балкой. (риг.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зов Е 02 D 102

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3439260/29-33 (22) 17.05.82 (46) 15.12.83. Бюл. № 46 (72) Л. П. Загоруйко (71) Государственный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и проектный институт угольной промышленности

«Укр НИИпроект» (53) 624.131.367 (088.8) (56) 1. Ломизе Г. М., Гуткин А. М., Жуков Н. В: Прибор для изучения деформации сдвига пластичных глин. ОНТИ, ВИЭМС, М., 1968, с. 11 — 13.

2. Авторское свидетельство СССР № 881195, кл. Е 02 D 1)02, 1979 (прототип). (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ

ГРУНТА НА КОМПРЕССИЮ И СДВИГ (ЕГО ВАРИАНТЫ) . (57) 1. Устройство для испытания грунта

«4

„„SU„„1060757 А на компрессию и сдвиг, содержащее станину, рабочую камеру для грунта с шарнирно закрепленным днищем и боковыми стенками, каретку, установленную с помощью роликовых опор между днищем- рабочей камеры и станиной, нагрузочное приспособление, включающее винтовой пресс и штамп, сдвигающее динамометрическое приспособление двустороннего действия, измерительные приборы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения прочностных и деформационных характеристик, за .счет обеспечения плоскопараллельного перемещения штампа и равномерной осадки образца, оно снабжено штоком, поперечной балкой и втулкой, вмонтированной в балку, при этом шток размещен во втулке и жестко соединен со штампом, поперечная балка соединена со станиной, а динамометр нагрузочного приспособления установлен на штоке над балкой.

1060757

2. Устройство для испытания грунта на компрессию и сдвиг, содержащее станину, рабочую камеру для грунта с шарнирно закрепленным днищем и боковыми стенками, каретку, установленную с помощью роликовых опор между днищем- рабочей камеры и стай иной, нагрузочное приспособление, включающее винтовой пресс и штамп, сдвигающее динамометрическое приспособление двустороннего действия, регулировочный винт, измерительные приборы, отличающееся тем, что, с целью по1

Изобретение относится к строительству для исследования деформативных и прочностных свойств грунтов и может быть использовано для получения исходных характеристик при оценке свойств и состояния 5 груйтов в строительстве и горном деле.

Известно устройство для изучения деформации и сдвига пластичных глин (1).

Недостаток известного устройства — низ кая точность измерения прочностных характеристик, ввиду действия пары касательных 10 сил различной величины по верхним граням в одном направлении и по боковым — в другом, что вызывает перекос штампа. Кроме того, рифленые стенки корпуса устройства способствуют увеличению трения грунта

15 по ним при компрессионном уплотнении и

«пристенному скольжению», возникающим при скашивании образца.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для испытания грунта на компрессию и сдвиг, содержащее станину, рабочую камеру для грунта с шарнирно закрепленными днищем и боковыми стенками, каретку установленную с помощью роликовых опор между днищем . рабочей камеры и станиной, нагрузочное приспособление, включающее вийтовой пресс и 25 штамп, сдвигающее динамометрическое приспособление двустороннего действия, регулировочный винт, измерительные приборы (2) .

В этом устройстве благодаря возможности перемещения рабочеи камеры со штам30 пом относительно нагрузочного приспособления, с помощью регулировочного винта, обеспечивается удержание точки приложения вертикальной нагрузки в цейтре штампа, что исключает перекос динамо35 метра и создание дополнительнои пары вертикальных сил, способствующих указанному повороту (перекосу) образца. Однако это не исключает вращательного действия горизонтальных касательных сил, поэто-. вышения точности определения прочностных и деформационных характеристик, за счет обеспечения плоскопараллельного перемещения штампа и равномерной осадки образца, оно снабжено штоком, поперечной балкой и втулкой, вмонтированной в балку, и плитой с роликовой опорой, при этом шток жестко соединен с плитой и установлен на штампе посредством роликовой опоры, поперечная балка соединена со станиной, а динамометр нагрузочного приспособления установлен на штоке над балкой.

2 му перекос штампа уменьшается, но не исключается полностью.

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения деформационных и сдвиговых характеристик груйтов в виде действия неуравновешенной пагоризонтальных касательных сил (по верхней и нижней граням обра" ца), что вызывает перекос штампа и неравномерную обсадку образца., Цель изобретения — повышение точности определения прочностных и деформационных характеристик за счет обеспечения плоскопараллельйого перемещения штампа и равномерной осадки образца.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для испытания грунта на компрессию и сдвиг, содержащее станину, рабочую камеру для грунта с шарнирно закрепленным днищем и боковыми стенками, каретку, установленную с помощью роликовых опор между днищем рабчей камеры и станиной, нагрузочное приспособление, включающее винтовой пресс и штамп, сдвигающее динамометрическое приспособление двустороннего действия, измерительные приборы, снабжено штоком, поперечной балкой и втулкой, смонтированной в балку, при этом шток размещен во втулке и жестко соединен. со штампом, поперечная балка соединена со станиной, а дийамометр яагрузочйого приспособления установлен на штоке над балкой. Согласно второму варианту устройство для испытания грунта на компрессию и сдвиг, содержащее станину, рабочую камеру для груйта с шарнирно закрепленным дйищем и боковыми стенками, каретку, установленную с помощью роликовых опор между днищем рабочей камеры и станиной, нагрузочное приспособление, включающее винтовой пресс и штамп, сдвигающее динамометрическое приспособление двустороннего

1060757 действия, регулировочный винт, измерительные приборы, снабжено штоком, поперечной балкой и втулкой, вмонтированной в балку, и плитой с роликовой опорой, при этом

К основанию 9 и стенкам 8 прикреплены индикаторы 26 и 27 часового типа, фиксирующие перемещение днища 5 корпуса и штампа 11 соответственно.

Устройство для испытания грунта на компрессию и сдвиг работает следующим образом. шток жестко соединен с плитой и установлен на штампе посредством роликовой опоры,-поперечная балка соединена со станиной, а динамометр нагрузочного приспособления установлен на штоке над балкой, На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид (первый вариант); 1О на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; .на фиг. 3 — то же, общий.вид (второй вариант); на фиг. 4 — разрез Б — Б на фиг. 3.

В камеру 5 помещают исследуеМый образец грунта и при помощи винтового пресса 2 через штамп 11 к нему прикладывается вертикальная нагрузка, величина которой определяется по дийамометру 12.

После некоторого уплотнения образца к нему при помощи сдвигающего приспособления вращением винта 20 прикладывается боковое усилие в одном из направлений, благодаря которому днище 6 корпуса перемещается по верхним роликовым опорам 18 относительно основания 9 каретки и происходит перекашивание образца в соответствующую сторону.

Втулка 4, жестко соединенная посредством балки 3 со станиной 1, является направляющей для штока 10 со штампом 11, благодаря чему обеспечивается плоскопараллельное перемещение, штампа, уравновешивание возникающего в образце крутящего момента, равномерная осадка образца и соответствующее повышение точности измерений.

При перемещении днища 6, например, влево, правая стенка 7 рабочей камеры, перекашиваясь, опирается наподобие рычага о кромку неподвижного штампа 11, благодаря чему верхний шарнир стенки 7, а вместе с ним вся каретка, с торцовыми стенками 8 и основанием 9 перемещаются вправо по роликовым опорам 19 относительно станины 1.

Согласно второму варианту устройство для испытания грунта на компрессию и сдвиг содержит станину 1, выполненную заодно с винтовым прессом 2, прикрепленную к станине 2 поперечную балку 3 со встроенной втулкой 4, камеру 5 для исследуемого образца, состоящую нз корытообразного днища 6 с шарнирно прикрепленными стенками 7, которые шарнирно присоединены к сплошным торцовым стенкам 8, прикрепленным к основанию 9 каретки.

Между винтовым прессом 2 и штампом

I0 установлены динамометр 11, жестко соединенные между собой шток 12, опорная плита 13 и роликовые опоры 14, служащие для передачи давления и уменьшения трения при взаимном смещении штампа 10 и плиты 13.

В рабочей камере установлены рифленые, перфорированные плиты 15 и 16 с образованием между днищем 6 и штампом !

О гидравлических камер, сообщающихся с атмосферой посредством канала 17 и трубки 18. Между торцовыми стенками 8 и днищем установлены резиновые уплотнитеСдвигающее динамометричегкое приспособление двустороннего действия содержит винт 20, скобу 21 и динамометр 22, 45 при этом последний установлен между опорными стойками 23 и 24, выполненными заодно с днищем 6 корпуса, а скоба 2! охватывает динамометр 22 и переднюю стойку 23.

Винт 20, установленный в резьбовом отверстии стойки Основания каре и, проходит 50 через отверстие в стойке 23, а упор 25— через отверстие в задней щеке скобы 21.

Взаимодействие винта 20 со скобой 21,, динамометром 22, стойками 23 и 24 при вращении вправо или влево обеспечивает соответственно двустороннее перекашивание корпуса с образцом и измерение усилия.

Устройство для испытания грунта на компрессию, и сдвиг содержит станину 1, выполненную заодно с винтовым прессом 2, прикрепленную к станине поперечную балку 3 с встроенной втулкой 4, камеру,5 для исследуемого образца, состоящую из днища 6 с шарнирно прикрепленными стен- ками 7, которые шарнирно присоединены к сплошным торцовым стенкам 8, прикрепленным к основанию 9 каретки.

Шток 10 жестко скреплен со штампом I I.

Между винтом 2 и штоком 11 установлен динамометр 12. Шток 10 свободно проходит во втулке 4.

Для улучшения сцепления с образцом, дренирования воды и воздуха в рабочей камере установлены рифленые, перфорированные плиты 13 и 14, с образованием. между днищем 6 и штампом 1! гидравлических камер, сообщающихся с атмосферой посредством канала 15 и трубки 16.

Между торцовыми стенками 8 и днищем размещен резиновый уплотнитель 17 для удержания воды в днище.

Прибор содержит также верхние роликовые опоры 18, установленные между днищем 6 и основанием 9, и нижние роликовые опоры 19, установленные между основанием 9 и станиной 1, Роликовые опоры служат для передачи давления и уменьше- 4!! ния трения между основанием 9 каретки, станиной 1 и днищем 6 корпуса.

1060757

5 ли 19. Прибор содержит также верхние ро- с ликовые опоры 20, установленные между т днищем 6 и основанием 9, и нижние роликовые опоры 21, установленные между осе нованием 9 и станиной 1.

Сдвигающее динамометрическое приспоп собленне 22 двустороннего действия, как и в первом варианте прибора, содержит винт, скобу и динамометр, взаимодействуют щие со стойками днища 6 и основанием 9 каретки. !О г

Регулировочный винт 23, служащий для перемещения каретки в горизонтальной д плоскости, установлен в резьбовом отверсс тии стоики станины 1 и, взаимодействуя к своим фланцем с основанием 9 каретки, обеспечивает ей возвратно-поступательное н передвижение. Перемещения корпуса и т штампа 10 фиксируются индикаторами 24 и 25, прикрепленными к основанию 9 и стенкам 8 соответственно.

Устройство для испытания грунта на

20 т компрессию и сдвиг согласно второму варианту работает следующим образом.

После размещения в рабочей камере 5 и уплотнения образца при помощи винтового пресса 2 прикладывается боковое усилие 25 .сдвигающим приспособлением 22. При этом происходит перекашивание образца в направлении действия усилия. Если днище 6 корпуса перемещается, например влево; то правая боковая стенка 7 стремится двинуть штамп также влево от оси винового пресса.

Такое смещение штампа увеличивает го перекос, так как при этом образуется ара вертикальных сил, которая вместе парой горизонтальных (скашивающих) ил стремится повернуть образец в одном аправлении (по часовой стрелке в плоскоси чертежа). Во избежание этого перемещают центр приложения нагрузки на друую сторону от центра штампа 10, перевигая регулировочным винтом 23 каретку образцом вправо. образцом вправо. При этом пара вертиальных сил создает крутящий момент проивоположного направления горизонтальым силам. Для уравновешивания моменов" и обеспечения плоскопараллельного еремещения штампа 10 (равномерного плотиения образца) основание 9 каретки еремещают навстречу движению днища 6 аким образом, что индикаторы 25, распооженные на противоположных сторонах: штампа 10, показывают одинаковую осадку образца.

Предлагаемый прибор позволяет получать прочностные характеристики грунта, более точно отражающие его состояние в разных точках массива и в разные периоды

его формирования насыпей, в mM числе в основайиях сооружений, передвигающихся и работающих машин, при сложном напряженном состоянии.

1060757

ЦЭиаФ

Составитель Л. Тропина

Редактор С. Лисина Техред И. Верес Корректор Г. Orap

Заказ 9989/32 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам йзобретений и открытий

113035, Москва, 7K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4