Устройство для измерения напряжений и деформаций в грунте

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в строительстве при исследовании деформативных характеристик связных грунтов в реальных условиях нагружения. Целью изобретения является повышение точности измере -: ния напряженно-деформированного состояния в массиве грунта как естественного , так и условно нарушенного 0 11 15 & (Л 19 00 /. fffffffffffffffrffffffffffffffff fffffffffffff г.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (5р 4 Е 02 D l /00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3919094/31-33 (22) 01 ° 07.85 (46) 30.03.87. Бюл. У 12 (71) Ростовский инженерно-строитель-.

НЫЙ ИНСТИТУТ (72) И,В.Ананьев, С.Г.Тищенко и А.К.Чернышев (53) 624.131.382 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 532832, кл. G 01 В 7/10, 1973.

Авторское свидетельство СССР

1Ф 271849, кл. Е 02 Р 1!08, 1969. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИИ В ГРУНТЕ (57) Изобретение относится к измери- тельной технике и предназначено для использования в строительстве при исследовании деформативных характеристик связных грунтов в реальных условиях нагружения. Целью изобретения является повьппение точности измере -: ния напряженно-деформированного состояния в массиве грунта как естественного, так и условно нарушенного

1300090 сложения, Устройство содержит корпус

1 с установленными H нем механизмом внедрения и анкером 2, выполненным крестообразным., На противоположных концах вертикальной перекладины анкера 2 консольно закреплены тенэоэлементы 4, на одном конце горизонтальной перекладины установлена мессдоза

3, а другой взаимодействует с механизмом внедрения. Тснзоэлементы 4 и мессдоза 3 могут выходить за пределы корпуса 1 и внедряться в грунт. Измерение напряженно-деформированного состояния грунта осуществляют путем одновременного измерения относительного перемещения деформации) участков грунта опорными тензоэлементами 4и напряжения междуними — мессдозой 3. 1 ил.

Изобретение относится к строительству, в частности к измерению напряжений и деформаций в массиве грунта.

Цель изобретения — повышение

5 точности измерения.

На чертеже изображено устройство в рабочем положении, разрез.

Устройство включает цилиндрический корпус 1, размещенные внутри не- fO го механизм внедрения., взаимодействующий с крестообразным анкером 2, снабженным мессдозой 3 и тензоэлементами 4, и установочное приспособление 5. Механизм внедрения выполнен в виде винта 6, в нижней части которого закреплен рычаг 7, соединенный шарнирно посредством шатуна 8 с одним концом горизонтальной перекладины анкера 2, установленного с возможностью горизонтального перемещения в направляющих 9. На противоположном конце горизонтальной перекладины анкера 2, выполненной в виде штыря с режущей кромкой, установлена мессдо-2

«25 за 3, а тензоэлементы 4 консольно закреплены на противоположных концах вертикальной перекладины анкера 2 и расположены в одной плоскости с мессдоэой 3. Корпус 1 имеет прямоугольные отверстия в боковой поверхности для прохода тензоэлементов 4 и мессдозы 3. В верхней части корпуса 1 закреплен штырь 10 с заточкой для захвата установочного приспособления 5. Последнее выполнена в виде корпуса 11 с отверстиями для штыря

10, для крепления полой установочной штанги 12 и установки фиксатора в виде фигурного рычага 13, установлен- 40 ного на оси 14, Фиксатор имеет IIJlGc

2 тинчатую пружину 15 для поджатия его к штырю 10, На противоположном конце рычага 13 имеется отверстие 16 для крепления троса 17. В полости установочной штанги 12 размещен торцовый ключ )8 для поворота винта 6, Тензоэлементы 4 и мессдоза 3 соединены с измерительными приборами (не показаны) проводами, помещенными в кабель 19.

Устройство работает следующим образом.

Установочное приспособление 5 надевают на штырь 10 и блокируют с корпусом 1. С помощью установочной штанги 12 устройство погружают в заранее подготовленную скважину, выполненную по размеру корпуса I, При этом в нерабочем положении в процессе погружения в скважину опорные тензоэлементы 4 и мессдоэа 3 находятся внутри корпуса 1 н не выступают за его боковую поверхность. Глубину погружения определяют по отметке, заранее сделанной на установочной штанге 12. Устанавливают торцовый ключ 18 на головку винта 6 механизма внедрения и, поворачивая его, внедряют в грунт тензоэлементы 4 и мессдозу 3 до упора анкера 2 в корпус l. При этом вращательное движение винта 6 преобразуется с помощью рычага 7 и шатуна 8 в поступательное перемещение анкера 2 в направляющих 9. Опорные тензоэлементы 4 и мессдоза 3 выходят за пределы корпуса 1 через отверстия в его боковой поверхности обеспечивая в

7 рабочем положении надежный механический контакт с исследуемым участком грунта. Затем натягHBB}0T трос

130009 пуса.

Составитель Г.Мартынова

Техред И.Попович Корректор M.Ñàèáoðñêàÿ

Редактор Е.Копча

Заказ 1123/29 Тираж 607 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4

17, расцепляют фиксатор со штырем10 и извлекают установочное приспособление 5 из скважины, При установке каждого последующего устройства по глубине скважины провода в кабеле 19 от предыдущих устройств удерживают в натянутом состоянии вдоль. боковой поверхности скважины.

После установки последнего устройства кабели 19 укладывают в траншею 10 на поверхности грунта и засыпают песком для защиты от повреждения. Свободное пространство в скважине над верхним установленным устройством на всю глубину закрывают пробкой из 15 эластичного материала, например поролона.

Затем грунт нагружают путем ударного поверхностного уплотнения или машинами в соответствии с програм- 20 мой испытания и измеряют величину деформации грунта.

Измерение величины деформации грунта (относительного перемещения) на базе, определяемой начальным рас-25 стоянием между опорными тензоэлементами, осуществляют путем измерения величины относительного изгиба опорных тензоэлементов 4. Это достигается тем, что расположение тензопре- 30 образователей на опорных тензоэлементах 4 и их схема соединения выбраны таким образом, что они регистрируют лишь противофазные перемещения связанных с ними участков грунта и не чувствительны к синфазным перемещениям.

Измерение величины напряжения (давления), которое развивается при деформации грунта в объеме, заклю- 40 ченном между опорными тенэоэлементами 4, осуществляют мессдозой 3, которая является грунтовым динамометром. Регистрацию процесса измерения осуществляют многоканальной тензо0 4 метрической системой (2 канала на каждое устройство).

Для извлечения устройства из скважины все операции проделывают в обратной последовательности.

Измерение напряженно-деформированного состояния грунта предлагаемым устройством производят в условиях естественной работы, поскольку снятие напряжения компенсируется боковой поверхностью корпуса. При этом величина напряжения измеряется в средней части исследуемого объема грунта, что повышает достоверность и точность измерения.

Формула из обретения

Устройство для измерения напряжений и деформаций в грунте, включающее установочное приспособление с тросом, механизм внедрения с направляющими, анкер с мессдозой, установленный в направляющих с возможностью горизонтального перемещения, и измерительные приборы, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, устройство снабжено цилиндрическим корпусом с отверстиями на боковой поверхности и опорными тензоэлемента» ми, а анкер выполнен крестообразным, при этом один конец его горизонталь-. ной перекладины взаимодействует с механизмом внедрения, на другом, выполненном в виде штыря с режущей кромкой, установлена мессдоза, а на противоположных концах вертикальной перекладины консольно закреплены тензоэлементы, расположенные в одною" вертикальной плоскости с мессдозой, причем механизм внедрения и анкер размещены в корпусе и установлены с возможностью выдвижения тензоэлементов и мессдозы из отверстий кор