Устройство для исследования механических свойств грунтов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГРУНТОВ, включающее корпус с гидравлической и рабочей камерами, образованными эластичной оболочкой и верхним и нижним пористыми дисками, поршень, верхнюю и нижнюю водосборные камеры, нагрузочные и измерительные приспособления, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности и точности исследования, оно снабжено крыльчаткой, содержащей сдвиговую головку, .соединенную посредством штока с лопастями, а поршень - трехходовым краном, шток крыльчатки снабжен перфорированными трубками и выполнен с боковым и осевым каналами, сообщающимися между собой и с перфорированными трубками, поршень выполнен с гидравлической камерой, соединенной посредством канала с верхней водосборной камерой, трехходовой кран установлен с возможностью последовательного соединения между собой верхней водосборной камеры и гидравлической камеры поршйя, измерительного приспособления и атмосферы.

СОЮЗ СОНЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ыдр E 02 D 1/02 \

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3458249/29-33 (22) 23.06.82 (46) 30.01.84. Бюл. № 4 (72) Л. П. Загоруйко (71) Государственный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и проектный институт угольной промышленности (53) 624.131.377 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 903468, кл. Е 02 D 1/02, 1979.

2. Чаповский Е. ГЛабораторные работы по грунтоведеиию и механике грунтов. М., «Недра», 1975, с. 223. (54) (57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОИ СТВ

ГРУНТОВ, включающее корпус с гидравлической и рабочей камерами, образованными эластичной оболочкой и верхним и нижним пористыми дисками, поршень, верх„„SU„„1070275 А июю и нижнюю водосборные камеры, нагрузочные и измерительные приспособления, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности и точности исследования, оно снабжено крыльчаткой, содержащей сдвиговую головку, .соединенную посредством штока с лопастями, а поршень трехходовым краном, шток крыльчатки снабжен перфорированными трубками и выполнен с боковым и осевым каналами, сообщающимися между собой и с перфорированными трубками, поршень выполнен с гидравлической камерой, соединенной посредством канала с верхней водосборной камерой, трехходовой кран установлен с возможностью последовательного соединения между собой верхней водосборной камеры и гидравлической камеры поршня, измеритель- Pg ного приспособления и атмосферы.

1070275

Изобретение относится к устройствам для определения деформативных и прочностных свойств грунтов в лабораторных условиях.

Известно устройство для исследования механических свойств грунтов вращательным срезом, включающее корпус с рабочей камерой, крыльчатку, нагрузочное и измерительное приспособления (1).

Недостатком известного устройства является невозможность исследования механических свойств грунтов в условиях сложного моделируемого напряженного состояния с учетом порового давления воды.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для исследования механических грунтов, включающее корпус с гидравлической и рабочей камерой, образованной эластичной оболочкой и верхним и нижним пористыми дисками, поршень, верхнюю и нижнюю водосборные камеры, нагрузочные и измерительные приспособления (2) .

Недостатком указанного устройства является низкая информативность и точность исследований механический свойств грунта, обусловлейные невозможностью определять механические характеристики грунта вращательным срезом, а также выравнивать и контролировать поровое давление воды в образце.

Цель изобретения — повышение информативности и точности исследования механических свойств грунта.

Указанная цель достигается тем, что устройство для исследования механических свойств грунтов, включающее корпус с гидравлической и рабочей камерами, образованными эластичной оболочкой и верхним и нижним пористыми дисками, поршень, верхнюю и нижнюю водосборные камеры, нагрузочные и измерительные приспособления, снабжено крыльчаткой, содержащей сдвиговую головку, соединенную посредством штока с лопастями, а поршень трехходовым краном, шток крыльчатки снабжен перфорированными трубками и выполнен с боковым и осевым каналами, сообщающимися между собой и с перфорированными трубками, поршень выполнен с гидравлической камерой, соединенной посредством канала с верхней водосборной камерой, трехходовой кран установлен с возможностью последовательного соединения между собой верхней водосборной камеры и гидравлической камеры поршня, измерительного приспособления и атмосферы.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство для исследования механических свойств грунтов, разрез; на фиг. 2 — положения трехходового крана при различных вариантах его включения (разрез А-А на фиг. 1).

Устройство для исследования механических свойств грунтов включает корпус 1, 5

1О

1б

ЗО

Я гидравлическую камеру 2, рабочую камеру 3, эластичную оболочку 4, верхний 5 и нижний

6 пористые диски, верхнюю 7 и нижнюю 8 водосборные камеры, поршень 9 с гидравлической камерой 10, заглушкой 11, каналами 12 и трехходовым краном 13, нагрузочное приспособление 14, измерительные приспособления 15, сдвиговую головку 16, лопасти крыльчатки 17, шток 18 с осевым 19 и боковым 20 каналами, перфорированные трубки 21, клапан 22 гидравлической камеры 2.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый образец грунта 23 помещают в рабочую камеру 3, образованную эластичной оболочкой 4 и нижним, пористым диском 6. В образец вводят шток 18 с лопастями крыльчатки 17 и перфорированными трубками 21, пропущенными через поршень 9 и верхний пористый диск 5, который затем прижимают к верхней части образца под действием поршня, взаимодействующего с нагрузочным приспособлением 14. Через клапан 22 в гидравлическую камеру 2 подают рабочую среду от источника давления (не показан). Через заглушку 11 заполняют водой гидравлическую камеру 10 и верхнюю водосборную камеру 7 при открытом кране 13 (положение 111 на фиг. 2), а нижнюю водосборную камеру 8 — через собственный канал. Подключают измерительные приспособления 15 (манометры, объемометры и индикаторы деформаций) и снимают начальные (нулевые) показания. Прикладывают ступень нагрузки вертикальным и боковым давлением и регистрируют показания измерительных приспособлений. Переключением крана 13 в положения 1 или

II (фиг. 2) измеряют поровое давление соответственно в верхней или средней части образца. При установке крана в положение 111 обеспечивают гидравлическую связь верхней и средней части образца, при этом происходит интенсивное перераспределение и выравнивание порового давления в образце. Стабилизация показаний измерительного устройства, установленного на кране, свидетельствует об окончании процесса выравнивания порового давления и стабилизации внутренних напряжений. При открытой заглушке 11 и включении крана, соответствующем положению III, испытания проходят по открытой системе со свободным дренированием воды из верхней и средней части образца, а соответствующем положению 1 — свободное дренирование происходит только из средней части образца, что способствует более интенсивному снижению избыточного порового давления в средней части образца для дальнейшего испытания по закрытой системе.

Сопротивление грунта сдвигу может быть определено как по известной методике испы1070275

Составитель Н. Евстигнеев.Редактор Ю. Середа Техред И. Верес Корректор А. Повх

Заказ 1287/32 Тираж 649 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий

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

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

3 тания образца на трехосное сжатие с вытеснением воды из гидравлической камеры 2, так и путем испытания его на вращательный срез без боковой или с боковой деформацией. (последовательно двумя способами) .

Вращательный срез выполняют поворотом рукоятки сдвиговой головки 16, фиксируя величину прикладываемой нагрузки измерительным устройством, размещенным в рукоятке, при этом в процессе среза грунта в устройстве фиксируются также величины бокового и вертикального давления йа образец.

Предлагаемое устройство позволяет моделировать условия сложного напряженного состояния грунта в массиве при различных его комбинациях, что повышает информативность и точность исследований.