Устройство для испытания грунта на сдвиг

 

Изобретение относится к строительству и может использоваться для исследования механических свойств грунта. Цель изобретения - расширение функционапьнь:х возможностей. В устройстве, включающем стабилометр, обеспечивакиций двустороннее перекачивание образца грунта при трехосном сжатии, приспособления для создания нормальных и двусторонних сдвигающих усилий в виде рычажных прессов

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (51) 4 С 01 N 3/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

IlPH ГКНТ СССР (21) 4185710/29-33 (22) 28,01.87 (46) 30,12.88, Бюл. У 48 (71) Государственный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и проектный институт угольной промышленности "УкрНИИпроект" (72) Л.П.Загоруйко (53) 624.131.377(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 983184, кл. Е 02 0 1/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

В 1162895, кл. Е 02 D 1/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТА

НА СДВИГ (57) Изобретение относится к строительству и может использоваться для исследования механических свойств грунта. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей. В устройстве, включающем стабилометр, обеспечивающий двустороннее перекачивание образца грунта при трехосном сжатии, приспособления для создания нормальных и двусторонних сдвигающих усилий в виде рычажных прессов

1448240

10 и 11 снабжены нагруэочными резервуарами 12, 13 и 14, подвешенными на соответствующих рычагах. Нагрузочные резервуары 13 и 14 для создания сдвигающих усилий соединены между собой посредством трубопровода 24 с краном и гидравлическим сопротивлением 31 и подвешены с возможностью регулировки их положения относительно рычажных прессов 11. Устройство также снабжено регулирующей системой

Изобретение относится к строительству и может использоваться для определения механических свойств грунта при сдвиге.

Цель изобретения. — расширение 5

Функциональных возможностей.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство вкпючает станину 1, на которой установлен стабилометр, обес- 10 печивающий двустороннее перекашивание образцов грунта (простой сдвиг) при трехосном сжатии и содержащий корпус

2, поршень 3, эластичную оболочку 4, основание 5, штоки 6, роликовые опоры 7, рабочую и гидравлическую каме ры 8 и 9 соответственно.

Для создания вертикального давления на образец грунта служит рычажный пресс 10 а для двусторонних сдвигающих усилий — два рычажных пресса 11. Прессы 10 и 11 прикреплены к станине 1 и представляют собой диФ@еренциальные блоки,, в которых большие шкивы выполнены в виде рычажных сек25 торов. Усилия от свободно опускающих ся нагрузочных резервуаров 12-14.с водой, увеличиваясь пропорционально отношению диаметров шкивов блока, передаются посредством гибких лент (троссов) стабилометру. При этом вертикальный пресс 10 передает осевое сжимающее усилие на поршень 3, à горизонтальные прессы 11 (левый и правый) передают штокам 6 тянущие уси- 35 лия. Последние действуют строго по одной оси, но в противоположных направлениях. Поэтому результирующее сдвигающее усилие определяется разностью сил, передаваемых правым и ле- 40 вым прессами 11. нагружения, включающей резервуар 16 со стабилизатором уровня 17, сообщенный с резервуарами 12, 13 и 14 посредством трубопроводов с кранами н гидравлическими сопротивлениями. В устройстве осуществляется плавное изменение нормальных и касательных напряжений в заданных режимах. Нагрузочные резервуары могут выполнять роль либо нагрузочных, либо питакщих емкостей. 1 з.п. Ф-лы, l ил.

Горизонтальные прессы 11 оборудованы тормозными устройствами (не показаны), поэволякяцими Фиксировать диФФеренциальные блоки в любом положении. Кроме того, в секторные рычаги прессов ll вмонтированы регуляторы 15 длины тросов, представляющие собой самотормоэящие фрикционные шкивы, на которые навиваются концы гибких лент (тросов), прикрепленных другими концами к нагрузочным резервуарам 13 и 14.

Устройство содержит также регулирующую систему нагружения, предназначенную для питания нагрузочных резервуаров 12-14 в режимах, отвечающих натурным условиям работы испытуемого образца грунта. Система включает резервуар 16, вмещающий достаточный запас воды, стабилизатор 17 уровня, представляющий собой сосуд с поплавком н запорным клапаном, поддерживающий постоянный уровень воды и напор, трубопроводы 18-24 с гидравлическими сопротивлениями 25-31 и запорными кранами 32-38.

Гидравлические сопротивления 2531 служат для регулирования расхода воды в соответствующих трубопроводах.

Они выполнены с возможностью изменения длины калиброванного канала при постоянном его сечении либо изменения сечения при постоянной длине.

Запорные краны 32-38 выполнены на два рабочих положения — "Открыто", "Закрыто".

Для измерения вертикальных усилий и деФормаций служат динамометр 39 и индикатор 40, для горизонтальных— динамометры 41 и индикатор 42. Кроме

t того, стабнлометр снабжен кранами, 48240

35

45

55 з 14 трубопроводами, насосом, манометрами

1 (не показаны) для измерения давления в гидравлической и водосборных камерах 8 и 9 и управления устройством.

Устройство работает следующим образом.

Приложение к образцу грунта вертикальной нагрузки осуществляют посредством вертикального пресса 10, система нагружения которого включает резервуар 16 стабилизатор 17 уровня, трубопровод 18 с гидравлическим сопротивлением 25 и запорным краном 32, нагрузочный резервуар 12 со сливным трубопроводом 21, гидравлическим сопротивлением 28 и запорным краном 35.

Работа системы в режиме увеличения нормальных нагрузок регулируется гидравлическим сопротивлением 25 при открытом 32 и закрытом 35 кранах; в режиме уменьшения нагрузок — гидравлическим сопротивлением 28 при закрытом 32 и открытом 35 кранах.

Приложение к образцу грунта горизонтальной нагрузки осуществляют горизонтальными прессами 11, система нагружения которых имеет два незави сивых контура, работающих раздельно или совместно, — внешний и внутреннийе

Внешний контур включает резервуар

16 ° стабилизатор 17 уровня, трубопроводы 19-23 с гидравлическими сопротивлениями 26-30 и запорными кранами

33-37, нагруэочные резервуары 13 и

l4 сливные трубопроводы 22 и 23 с гидравлическими сопротивлениями 29 и 30 и запорными кранами 36 и 37. Работу контура в режиме правостороннего нагружения регулируют гидравлическим сопротивлением 26 при открытом кране 34 и закрытых кранах 33 и

37. При наличии воды в левом нагрузочном резервуаре. 13 в работу контура может быть включено гидравлическое сопротивление 29 при открытом кране 36. Работа в режиме левосторон" него нагружения аналогична правостороннему при обратном положении указанных кранов и регулировании гидравлических сопротивлений 26 и 30.

Внутренний контур включает нагрузочные резервуары 14 и 13, трубопровод 24 с гидравлическим сопротивлением 31 и запорным краном 38 и регуляторы 15 длины тросов. Подготовка контура к самостоятельной работе в режиме правостороннего нагружения состоит в заполнении левого нагрузочного резервуара 13 водой, создании превышения левого резервуара 13 над правым резервуаром 14 путем удлинения троса правого и укорочения троса левого резервуаров с помощью регуляторов 15, а также в регулировании гидравлического сопротивления 31 при открытом кране 38 и закрытых остальных кранах. Работа контура в режиме левостороннего нагружения аналогична правостороннему при создании превышения правого резервуара 14 над левым резервуаром 13, теми же средствами и предварительном заполнении водой правого нагруэочного резервуара 14.

По мере перетекания из одного нагруэочного резервуара в другой уровни воды в них сближаются, а напор— уменьшается, нЬ с другой стороны в результате сдвиговых деформаций в стабилометре, верхний резервуар поднимается, а нижний опускается, чем компенсируется снижение напора и интенсивности нагружения.

Регуляторами нагружения являются нагруэочные резервуары 12-14 вместе с соответствующими трубопроводами 2123, гидравлическими сопротивлениями

28-30 и эапорнымн кранами 35-37.

Переход от правостороннвго нагружения к левостороннему (или наоборот) при работе внешнего и внутреннего контуров осуществляют путем постепенного нли мгновенного уменьшения правосторонней нагрузки до нуля и последующего увеличения левосторонней нагрузки. Постепенное уменьшение нагрузки происходит в результате опорожнения правого и наполнения водой левого нагрузочных резервуаров; мгновенное снижение — в результате подъема(вручную) правого резервуара и фиксирования в верхнем положении правого рычажного пресса 11 с помощью его тормозного устройства. При этом тяговый трос правого штока 6 стабилометра оказывается прослабленным.

Более интенсивный рост сдвигающего усилия обеспечивают совместной работой внешнего и внутреннего контуров системы нагружения.

Использование предлагаемого устройства позволяет моделировать работу грунта в массиве при сложном напряженно-деформируемом состоянии под собственным весом и нагрузкой от горнотранспортного оборудования в форми-

Составитель Л.Рябченко

Техред Л.Олийнык Корректор В. Бутяга

Редактор И.Касарда

Заказ 6840/48 Тираж 847 Подписное

ВНУШИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, Ул. Проектная, .4

5 14482 рующихся насыпях (отвалах) и откосах горных выработок. Автоматическое управление нормальными и сдвигающими нагрузками позволяет воспроизводить натурные режимы нагружения в физических точках массива. В устройстве обеспечивается двустороннее перекашивание образца грунта при неограниченном количестве циклов, что в соче- 1р

TGHHH с указанными качествами систе мы нагружения и особенностями данного стабилометра расширяет возможности моделирования. Наличие регулирующей системы нагружения, обеспечивающей разную скорость изменения нормальных и касательных напряжений в образце грунта, позволяет при моделировании учитывать фактор времени, 20

Формула изобретения

1. Устройство для испытания грунта на сдвиг, включающее рабочую камеру с верхней и нижней неподвижны- 25 ми секциями, штамп, приспособление для создания нормальных усилий, выполненное в виде рычага, приспособ40 6 ление для двусторонних сдвигающих усилий в виде двух взаимодействующих рычагов с секторами, установленных по обе стороны рабочей камеры, и измерительные приспособления,, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, оно снабжено нагрузочными резер-. вуарами, подвешенными на рычагах и имеющими выпускные патрубки с кранами и гидравлические сопротивления, при этом нагрузочные резервуары приспособления для создания сдвигающих усилий соединены между собой посредством трубопровода с краном и гидравлическим сопротивлением и подвешены с воэможностью регулировки их положения относительно секторов.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено регулирующей системой нагружения, выполненной в виде резервуара для жидкости со стабилизатором ее уровня, сообщенного с нагруэочными резервуарами посредством трубопроводов с кранами и гидравлическими сопротивлениями °