Устройство для испытания грунтов в условиях трехосного сжатия

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„, Я0„„1247464 A 1 (511 4 E 02 D 1 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3816666/29-33 (22) 27.11.84 (46) 30.07.86. Бюл. № 28 (71) Ленинградский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного

Знамени инженерно-строительный институт (72) В. Н. Бронин, Н. В. Ошурков и А. В. Голубец (53) 624.376.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1073372, кл. Е 02 D 1/00, 1982.

Бронин В. Н. Компрессионный прибор

КБД вЂ” 1, позволяющий определять боковое давление, — Сб. трудов ЛИСИ № 112, Л.

1975. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТОВ В УСЛОВИЯХ ТРЕХОС—

НОГО СЖАТИЯ, включающее днище с фильтром, корпус с крышкой, установленный на нем поршень со штоком, размещенный в корпусе, выполненном из трех колец, установленных одно на другом, нижнее рабочее кольцо которого выполнено с прорезью и кронштейнами, жестко закрепленными на нем по обе стороны от прорези, и измерительные приборы, отличающееся тем, что, с целью расширения области исследования грунтов и повышения точности определения их деформационных и прочностных характеристик, один из кронштейнов снабжен нагрузочным винтом, установленным во втулке, и хвостовиком, шарнирно соединенным с винтом, а второй кронштейн — динамометрической пластиной, с одной стороны жестко соединенной с кронштейном, а с противоположной стороны шарнирно соединенной с хвостовиком, причем нижнее рабочее кольцо снабжено заостренной пластиной, жестко соединенной с ним одним концом и установленной с возможностью перекрытия зазора в прорези кольца, при этом среднее и нижнее кольца корпуса имеют приспособление для образования зазора между ними.

1247464

Изобретение относится к инженерно-геологическим изысканиям в строительстве и может быть использовано при определении механических свойств грунтов в лабораторных условиях.

Целью изобретения является расширение области исследования грунтов и повышение точности определения их деформационных и прочностных характеристик.

На фиг. 1 изображено устройство для испытания грунтов в условиях трехосного сжатия, общий вид, в разрезе; на фиг. 2— разрез А — А на фиг. .

Устройство для испытания грунтов в условиях трехосного сжатия содержит днище 1 с фильтром 2, корпус, выполненный из трех колец 3 — 5 с крышкой 6, установленный на днище 1, поршень 7 со штоком 8, размещенный в корпусе. Нижнее рабочеее кольцо

3, выполненное с прорезью, снабжено кронштейнами 9 и 10, жестко закрепленными на нем по обе стороны от прорези.

Измерительные приборы-индикаторы 11 для измерения вертикальных деформаций образца 12 закреплены на штоке 7 держателем 13, а индикатор 14 его радиальных деформаций установлен на кронштейне 10. Кронштейн 10 снабжен нагрузочным винтом 15, установленным во втулке 16, и хвостовиком !7, шарнирно соединенным с винтом 15 шаровой опорой 18 и стопорныМ кольцом 19, а втулка 16 шарнирно соединена с кронштейном 10. Кронштейн 9 снабжен динамометрической пластиной 20, с одной стороны жестко соединенной с ним, а с противоположной стороны шарнирно соединенной с хвостовиком

17 пальцем 21 и индикатором 22 для измерения прогиба динамометрической пластины. Нижнее рабочее кольцо 3 снабжено заостренной пластиной 23, жестко соединенной с ним одним концом и установленной с возможностью перекрытия зазора в прорези кольца 3. Среднее 4 и нижнее 3 кольца корпуса имеют приспособление для образования зазора между ними, включающие три болта

24. жестко соединенных с днищем 1 на одинаковых расстояниях по окружности, упорную шайбу 25, установленную на крышке 6 корпуса и соединенную с болтами 24, и три опорных гайки 26, расположенные на болтах 24, на которые установлен фланец 27 среднего кольца 4 корпуса.

Устройство для испытания грунтов в условиях трехосного сжатия работает следующим образом.

Перед началом испытаний проводят тарировочные испытания рабочего кольца 3, имеющего прорезь, и динамометрической пластины 20, позволяющие по деформациям кольца 3 и динамометрической пластины 20 с помощью индикаторов 14 и 22 определять горизонтальные нормальные напряжения,прикладыва=мые к образцу грунта.

4г

Для проведения испытаний образец 12 грунта с помощью режущего ножа (не показан), навинченного на среднее кольцо 11, вырезают в рабочие кольца 3 и 4. Рабочие кольца 3 и 4 вместе с образцом 1? грунта устанавливают на днище 1, снабженное фильтром 2. На среднее рабочее кольцо 4 навинчивают верхнее кольцо 5, внутрь которого вставляют поршень 7 со штоком 8. Верхнее кольцо 5 закрывают крышкой 6. На крышку 6 устанавливают упорную шайбу 25 таким образом, чтобы отверстия под болты 24 совпали с отверстиями в упорной шайбе 25, фланце 27 и днище 1. Г1осле установки болтов 24 в отверстия упорной шайбы 25 фланца 27 и днища 1 с помощью гаек 26 производят жесткое соединение колец 4 и 5. Затем с помощьнз вращения гайки 26, расположенной над днищем 1, производят поднятие среднего рабочего кольца 4 над кольцом 3 до образования между ними требуемого зазора.

Затем устанавливают индикаторы 11, 14 и 22 для измерения деформаций образца и динамометрической пластины.

В зависимости от целей исследований и вида исследуемого грунта в устройство устанавли ваются динамометрические пластины

20 различной толщины 6„— для «малосжимаемых» грунтов 6.=4 мм, для «среднесжимаемых» грунтов 6.3 мм, для «сильносжимаемых грунтов оп=2 мм.

После сборки прибора к образцу грунта прикладывают вертикальные нормальные напряжения с помощью передачи нагрузки на шток 8. Возникающие вертикальные деформации образца 12 грунта фиксируют двумя индикаторами 11.

Горизонтальное нагружение образца 12 грунта производят с помощью стягивания или разжимания кронштейнов 9 и 10. Смещение кронштейнов, жестко соединенных с рабочим кольцом 3, вызывает уменьшение или увеличение окружности последнего и таким образом задаются радиальные деформации (напряжения) образцу. Стягивание (разжимание) кронштейнов 9 и 10 осуществляют путем поворота нагрузочного винта

15 во втулке 16. При стягивании кронштейнов 9 и 10 усилие от нагрузочного винта 15 передается на хвостовик 17 посредством стопорного кольца 19, а при разжимании — шаровой опоры 18. От х востовина !7 усилие передается динамометрической пластине 20, а от нее кронштейну 9. Так как втулка 10, в которой вращается нагрузочный винт 15, закреплена на кронштейне 10, то в конечном счете усилие, возниканицее при вращении винта 15, воспринимается кронштейнами 9 и !О. Соединение нагрузочного винта 15 с хвостовиком 17 с помощью стопорного кольца 19 и шаровой опоры 18 позволяет задавать хвостовику только возвратно-поступательное перемещение и исключить передачу от на1247464

Щю2

Составитель Г. Мартынова

Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Редактор Т. Парфенова

За к аз 4084/28 грузочного винта 15 вращающего момента на динамометрическую пластину 20.

При передаче усилия от хвостовика !7 к динамометрической пластине 20 последняя изгибается, что вызывает изменение угла соединения между осью динамометрической пластины и продольной осью хвостовика.

Соединение хвостовика 17 с динамометрической пластиной 20, втулки 16 — с кронштейном 10 позволяет улучшить метрологические показатели динамометрической пластины 20 и снять дополнительные силы трения, возникающие в резьбовом соединении нагрузочного винта 15 и втулки 16 при изгибе динамометрической пластины.

При тангенциальной деформации рабочего кольца 3 величина зазора в нем изменяется. Заостренный конец пластины 23, прикрепленной к кольцу 3, скользит по нему, всегда перекрывая зазор.

Измерение тангенциальных деформаций образца о производят с помощью замера индикатором 24 измерения расстояния между кронштейнами 9 и 10. Относительную горизонтальную деформацию образца е, вычисляют по известной тангенциальной деформации из зависимости е,= S,/2ë, 5 где r — радиус образца.

Величину горизонтальных нормальных напряжений, задаваемых образцу, определяют по прогибу динамометрической пластины

20, измеряемому индикатором 22, тангенциальной деформации рабочего кольца 3, из10 меряемой индикатором 14, и по тарировочным графикам.

По полученным данным могут быть рассчитаны модуль деформации Е, коэффициент бокового давления покоя р, коэффициент бокового расширения грунта р,, угол

15 внутреннего трения в и сцепление С.

Предлагаемое устройство отличается простотой конструкции и значительно меньшей трудоемкостью испытаний, чем на стабилометре. При этом оно позволяет задавать

0 и измерять все компоненты тензора напряжений и деформаций.