Устройство для определения прочностных характеристик грунта

 

Изобретение относится к области инженерно-геологических изысканий в строительстве и используется в качестве лабораторного автоматизированного устройства для определения прочностных характеристик исследуемых образцов грунта,. С целью автоматизации процессов сжатия и среза одновременно нескольких образцов грунта на горизонтальной оси корпуса 2 дополнительно установлен сило

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

И9) (11) А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3864471/29-33 (22) 05.03.85 (46) 15.01.87. Бюл. Р 2 (71) Производственный и научноисследовательский институт по инженерным изысканиям в строительстве

Госстроя СССР (72) E.Н.Хрусталев (53) 624. 131.377 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 962436, кл. Е 02 D 1/02, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1176021, кл . E 02 П 1/00, 1983. (50 4 Е 02 П 1/00 G 01 N 3 24 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТА (57) Изобретение относится к области инженерно-геопогических изысканий в строительстве и используется в качестве лабораторного автоматизированного устройства для определения прочностных характеристик исследуемых образцов грунта.. С целью автоматизации процессов сжатия и среза одновременно нескольких образцов грунта на горизонтальной оси корпуса 2 дополнительно установлен силовой цилиндр 3 механизма обжатия образцов грунта двустороннего дейст- вия, штоки 4 которого шарнирно соединены с тензобалками 16, одни концы которых оперты на штампы 8, а другие жестко связаны друг с другом в многолучевую звезду, причем диск механизма сдвига, вращающийся на ступице 10 и на подшипниках качения

9, выполнен разрезным на равновеликие секторы, на поверхности которых установлены тензодатчики 25, а на ступице 10 диска — кольцевой токосъемник 24 и зубчатое колесо 21, взаимодействующее с шестерней редуктора 22 механизма сдвига с привоL

283285 дом от электродвигателя 23. Электросигналы от тензодатчиков 18 и 25 (через токосъемник 24) поступают через усилитель 19 на многоканальный самописец 20, на котором фиксируются параметры сопротивления образцов грунта 17 сдвигу при различных сжимающих нагрузках. Устройство позволяет осуществлять одновременнсе испытание на сдвиг и-числа образцов грунта, сокращая его сроки более чем в Зп раза за счет автоматизации процесса обжатия образцов грунта, их сдвига и регистрации информации о прочностных свойствах исследуемых грунтов ° 2 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для определения прочностных характеристик грунта при инженерно-геологических изысканиях под строительство зданий и сооружений.

Цель изобретения — автоматизация проведения испытаний одновременно нескольких образцов грунта.

На фиг. 1 и 2 показано предлагаемое устройство.

Устройство включает станину 1 с полым цилиндрическим корпусом 2, на горизонтальной оси которого установлен силовой цилиндр 3 двустороннего действия со штоками 4 и жестко закреплены неподвижные обоймы 5 в стаканах 6 с регулировочными гайками 7 и штампами 8, образующими с неподвижными обоймами плунжерные пары, а на подшипниках 9 качения на ступице 10 установлена подвижная обойма 11, выполненная в виде вращающегося на валу диска 12 (фиг. 2), разрезанного с зазором на целое число равновеликих секторов 13 с отверстиями 14, оси которых совпадают при вращении диска с осями плунжерных пар, расположенных симметрично относительно диска. Штоки 4 посредством шаровой пяты 15 (фиг. 1) соединены с тензобалками 16 (фиг. 1 и 2) механизма для обжатия грунта 17 нормальным давлением, одни концы которых оперты на штампы 8, а другие жестко связаны друг с другом в виде многолучевой звезды и тензодатчики 18 которых по электрической мостиковой" схеме пе5 редают данные через усилитель 19 на многоканальный самописец 20 (или шпейфовый осциллограф), показывающий величину нормального давления на образец грунта. Ступица 10 жестко свя10 зана с зубчатым колесом 21, входящим в зацепление с шестерней редуктора

22 механизма сдвига с приводом от . электродвигателя 23. Токосъемник 24

f5 кольцевого типа, насаженный на ступицу 10, позволяет снимать электросигналы от тензодатчиков 25, установленных на секторах 13 и передавать их через усилитель на самописец 20, 20 показывающий удельное сопротивление образца грунта сдвигу. Привод механизма обжатия образцов грунта нормальным давлением, т.е. силового цилиндра 3, представляет собой насосную станцию 26 с манометром 27 и шпангами 28 высокого и низкого давлений.

Контроль эа параметрами нормального давления, обжимающего образцы грунта

17, осуществляет тензодатчик 29 давления, установленный в силовом цилиндре 3.

Устройство работает следующим образом.

Цилиндрические образцы грунта 17 длиной L > 3Ь, где Ь вЂ” толщина дис1283285 ка 12, помещают в неподвижные обоймы

5 и в соосно установленные с ними отверстия 14 подвижной обоймы 11. Зазор между подвижной обоймой 11 и неподвижными обоймами 5 устанавливают путем вращения регулировочных гаек 7 на резьбах стаканов 6, жестко связанных с полым цилиндрическим корпусом 2 устройства и станиной 1, Штампы 8, как плунжеры вводят в обоймы 10

5, Включают насосную станцию 26 и под штоками 4 силового цилиндра 3 создают давление Р,, контролируемое манометром 27 и фиксируемое тензодатчиком

29, с помощью перегоняемой по шпан- 15 гам 28 рабочей жидкости. При этом общее усилие (сжимающее) Т,, развиваемое каждым штоком силового цилиндра, через шарниры 15 и тензобалки 26 поровну передается на штампы 8 и созда-20 ет на каждый образец грунта 17 нормальное сжимающее давление

Т, ° 4 — — — — -) п 1 d2

25 где n — количество образцов грунта;

d — диаметр образца, Давление б, контролируется тензодатчиками 18, передающими по электрической

"мостиковой" схеме сигналы через уси30 литель 19 на многоканальный самописец 20 (или шлейфовый осциллограф).

Поддерживая постоянным давление 1), до условной стабилизации осадки образцов грунта 17, контролируемой индикатором часового типа (не показаны), включают электродвигатель 23, передающий крутящий момент через редуктор 22 на зубчатое колесо 21,жестко связанное со ступицей 10 обоймы

1f, вращающейся на подшипниках 9 качения. Секторы 13 вращающегося диска

12 под действием крутящего момента

М, » редуцированного от электродвигателя 23, производят срез образцов грунта 17 усилием Q< = MR» где R— радиус делительной окружности от оси силового цилиндра 3 до осей отверстий

14 диска 12. При этом каждый образец грунта 17 будет оказывать удельное сопротивление сдвигу

2 О»

1 ) » 117i d2

55 контролируемое тензодатчиками 25,передающими электросигналы на токосъемник 24 кольцевого типа и далее через усилитель 19 — на самописец 20. После среза образца грунта 17 секторами 13 производят вынос срезанного грунта за пределы обойм 5 и выброс его из отверстий 14 толкателями (не показаны), установленными, например, с одной стороны корпуса 2 устройства в обоймах 5. Диск 12 приводят в исходное положение, оставшиеся части образцов грунта 17 сближают штампами 8 и с торцов обжимают нормальным давлением 5д до стаби..изации их осадки.

Создают на диске 12 крутящий момент

М» и устанавливают удельное сопротивление сдвигу образцов грунта 17 и так до полного выноса грунта исследуемых образцов 17 из обойм 5. По контрольным данным, снятым с осциллограмм (Q,, (), Д, 7„, 1,, » с ), строят график зависимости и определяют удельное сцепление и угол внутреннего трения грунта.

Данное устройство позволяет повысить точность измерения за счет равномерного обжатия образцов грунта с обоих торцов нормальным давлением и повысить производительность труда по испытанию образца грунта за счет исключения операций по его перезарядке в обоймах и подготовки образцов "близнецов", а также осуществлять одновременное испытание на

Г сдвиг п-числа образцов грунта, сокращая его сроки более, чем в 3п раз, Таким образом появляется возможность повышения автоматизации процесса обжатия образцов грунта нормальным давлением, их сдвига и регистрации информации о прочностных свойствах исследуемых грунтов, при этом могут использоваться роботы †манипулято.

Формула изобретения

Устройство для определения прочностных характеристик грунта, включающее корпус, установленную в нем с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси подвижную обойму в виде диска с отверстиями и со ступицей, неподвижные обоймы со штампами, симметрично установленные относительно диска и соосно его отверстиям, нагрузочные механизмы для обжатия и сдвига образцов грунта и измерительные приспособления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью автоматизации проведения испытаний одновременно нескольких

3285

70 а

Составитель Г.Мартынова

Редактор М.Петрова Техред И.Ходанич Корректор Е.Рошко

Заказ 7386/24 Тираж 606 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ° по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4

5 128 образцов грунта, устройство снаб,жено дополнительными неподвижными обоймами со штампами, силовым цилиндром двустороннего действия, установленным на горизонтальной оси корпуса, нагрузочный механизм для обжатия образцов снабжен тензобалками с тензодатчиками, диск подвижной обоймы — тензодатчиками, а ступица диска снабжена кольцевым токосъемником и зубчатым колесом, взаимодействующим с нагрузочным механизмом сдвига, выполнена полой и установлена соосно силовому цилиндру двустороннего действия с возможностью вращения вокруг него, при этом диск подвижной обоймы выполнен разрезным на равновеликие секторы, на поверхности которых установлены тензодатчики, а неподвижные обоймы и штампы расположены попарно с обеих сторон диска подвижной обоймы, равноудаленно от его горизонтальной оси вращения и друг от друга по окружности, причем штоки

1О силового цилиндра двустороннего действия шарнирно соединены с тензобалками, одни концы которых оперты на штампы, а другие жестко связаны друг с другом в виде многолучевой

15 звезды.