Устройство для исследования уплотняемости грунтов

 

Изобретение относится к строит тельству, а. именно к определению физико-механических свойств грунтов, и может быть использовано для исслет ,. дования уплотняемости грунтов грунтоущютняющими машинами укатывающего действия. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей пу- .-. .тем моделирования сопротивления движению грунтоугототнякнцих машин на наклонных и горизонтальных участках земляных сооружений с учетом угла.накло- i на результирующей вьшуждающей.силы - вибратора к поверхности грунта. Yet- i ройство содержит грунтовый канал 1у у направляющие 2, в которых установлена с возможностью возвратно-цоступа1- тельного движения тележка 3, состоящая из верхней подвижной 4 и нижней ; неподвижной рамы 7, опирающейся на ходовые колеса 8. Устройство содержит также раму 12 катка 13, на которой установлен набор сменных тарированных грузов 15, вибрато 14 направленного действия с регулируемыми параметрами, приводимыми во вращение приводом, включающим электродвигатель 20 постот янного тока, прикрепленный с помощью . пружинной подвески 21 к верхней раме 4 тележки 3. Крепление рамы 12 к тележке 3 производится с помощью шар- , нирных двух нижних 10 и одной верхней 9 тяг. Передвижение и реверсирование тележки 3 и катка 13 осуществляется от двух автономных приводов. ; Грунт уплотняют при помощи предлагавмого устройства несколькими проходами катка 13 по его поверхности, а затем определяют показатели уплотняемости грунта, после чего сравнивают показатели уплотняемости-с первоначальными до уплотнения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (А сд СО О5„ Фиг. I

0% 01) :. (gg)g Е 02 П 1/00

ГООУДМРСПИННЫЙ КОМИТЕ 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! (21) 4806578/33 (22) 19. 0? .93 (46) 29 02.92. Бюл. Л 8 . (75) С.А .Краснослободцев . (53) 624. 131 ° 375(088.8)

:;(56) Авторское свидетельство СССР

9 889790, кл.. Е 02 D 1/ОО, 1981..

Авторское свидетельство СССР

Ф 1216283, кл. Е 02 D 1/ОО, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

УПЛОТНЯКИОСТИ ГРУНТОВ (57) Изобретение относится к строи-, тельству, y ..именно к определению физико-.механических свойств грунтов, и может быть использовано для иссле". дования уплотняемости грунтов груитоуплотняющими машийами укатывающего действия. Цель изобретения — расшире.ние функциональных возможностей пу-... .тем моделирования сопротивления.движению грунтоуплотняющих машин на на- клонных и:горизонтальных участках seK-: ляных сооружений с учетом угла.накцо на результирующей вынуждающей.сиди вибратора к поверхности грунта. Уст:: ройство содержит грунтовый канал 1, 2 направляюцне 2,. в которых установлена с возможнос гью возвратно-поступательного движения тележка 3, состоящая из верхней подвижной 4 и нижней неподвижной рамы 7, опирающейся на ходовые колеса 8. Устройство содержит также раму 12:катка 13, на которой установлен набор сменных тарированных грузов 15, вибратор 14 направленного действия с регушчруемыми параметрами, приводимыми во вращение приводом, включаюгим электродвигатель 20 посто-. янного тока, прикрепленный с помощью, пружинной подвески 21 к верхней раме

4 тележки 3. Крепление рамы 12 к те- . лежке 3 производится с помощью шар-, Я ннрных двух нижних 10 и одной верхней 9 тяг. Передвижение и ревевсирование тележки 3 и катка 13 осуществляется от двух автономных приводов..

Грунт уплотняют при помощи поедлагае-

I мого устройства несколькими проходами катка 13 rio его поверхности, а затем определяют показатели уплотняемости грунта, после чего сравнивают показа- тели уплотняемости с первоначальными до уплотнения. 1 з.п. A-лы, 3 ил.

Ж

С5

Э 1715960

Изобретение относится к строитель- от электродвигателя 20 постоянного тоству, а именно к определению физико- ка, обеспечивающего бесступенчатое механических свойств грунтов, и может регулирование частоты колебаний |D u .быть использовано для исследования закрепленного с помощью пружинной подуплотняемости грунтов грунтоуплотняю- вески 21 к верхней раме 4 тележки 3. щнми машинами укатывающего действия. Пружинная подвеска 21 компенсирует

Цель изобретения - расширение изменение в процессе исследования упфункциональных возможностей путем мо- лотняемости грунта на откосе 22 межделирования сопротивления psmieHHR 10 центрового расстояния и обеспечивает грунтоуплотняющнх машин на наклонных автоматически натяжение ремня клинои горизонтальных участках земляных ременной передачи 19. Конструкция пасооружений с учетом угла наклона ре- раллелограммного сцепного устройства зультирующей вынуждающей силы вибра- обеспечивает постоянство угла наклона тора к поверхности грунта, линии действия результирующей вынужпа Фиг. 1 изображено ycTpohcTBO даюцей силы йз пус вибратора 14 незадля исследования уплотняемости грун- висимо от положения катка 13 на откотов при работе на откосе, вил сбоку се 22, а также позволяет при помощи (привод вращения катка и рама обрат- регулировочной проушины 5 ступенчато ного хода не показаны)3 на Фиг 20 изменять угол наклона линии действия с

:то же, вид сверху; на фиг. 3 - расчет- результиоукичей вынужпающей силы вибра. ная схема устройства. тора 14 по отношению к поверхности !

I и уплотняемого грунта. Привод вращения вальца катка 13 осуществляется посредством цепной передачи 23 а также ревозв атно-поступа ель- уктора 24, муфты 25 и электродвигателя 26 установленных на верхней раме 4 тележки 3. Сообцение тележке 3, а соответственно и катку 13, возвратснабженную регулиро30 но поступательного „виже„ия осуществ» ность пеРемеще"иЯ " "Р "" " ляется либо через.,яговый канат 27 мо ью чет ех винтов 6 относительно ю ейся на ходовые и тензометрическое динамометрическое устройство 28 (направление движения ука-, а „c но» зано стрелкой) от автономного привода

35 (не показан) либо в обратном направ- го УстРойства, состоищего из дной " н 29 енз лении через тягов канат в,ерхн ве хней 9 и двух нижних 10 тяг, шар- ., метрическое динамометрическое устрой-", --нирно посредством пальцев 11 навешена ство ЭО и раму 31 обратного хода, а рама 12 модели катка 13. Сверху на.. номного привода (не по40 казан) Тензомет ические ленного действи и нагруэочное прш ?1 » и представляют собой кольцевую серьгу менных.тавироаных груз зов 15., е 14 ебалансы на".леенн

16.выполнены с возможностью поворота, попарно, причем на каждом валу 17 име- со Ран ются по две пары дебалансов 16.. Син-I устройство работает следующим обхпонизация вращения дебалансных валов разом.

17 ос ествляется посредством синхро- В канал 1 закладывается испытуемый нйзатора, состоящего из двух косоэу-. грунт и выравнивается. При исследо осуц т

50 овабых:.<цилиндрических шестерен 18. Таким нии уплотняемости грунтов на наклонных образом, имеется возможность ступенча- участках формируется откос 22 с третого-изменения статического момента . буемым Углом заложения 0 . Проиэводитб ансов 16 и соответственно, вы- ся устаковка верхней тяги 9 паралле- . нуж ающей силы ()singt вибратора 14 при5 лограимного сцепного устройства в репостоянной частоте колебаний Я. При-, гулировочной проушине 5 и фиксация ее . вод вибратора 14 осуществляется по-. пальцем 11, а также с помощью четырех средством клиноременной передачи 19 винтов 6 регулировка положения по вер: 1715960. тикали верхней рамы 4 относительно нижней рамы .7 тележки 3. Этими. двумя регулировками устанавливается требуемый по плану экспериментов угол., на; клона рамы 12 катка 13, а значйт виб5 ратора 14 и направления его результирующей вынуждающей. силы по отнощенйю к образующей откоса 22. Тяги 10.смонтированы в одном положении и не регу-. 10 лируются. Устанавливаются íà раму 12" катка 13 тарированные грузы 15 с целью задания нужного веса катка 1.3..

В вибраторе 14 дебалансы 16 попарно поворачиваются на дебалансных валах

t7 и фиксируются один относительно другого и, таким образом, задается:.их статический момент. Тарируются тензометрические динамбметрические.устр4й-. ства 28 и 30 изместными методами.",:

В зависимости от выбранного направ-. ления возвратно-поступательного дви-: жения тележки 3 и катка 13 попеременно производится запуск автономных приводов (не показаны) и через тяго.вые канаты 27 или 29 (в этом случае: через раму обратного хода 31) оеуществляется прямое или обратное .(разделение между ними условно) перемещенне

-:тележки 3 и катка 13. При этом тележ- 30 ка 3 ходовыми колесами 8 перемещается по рельсовому пути 2, а каток f3 по:. повехности уплотняемого грунта. Затем включается закрепленный на пружинной подвеске 21 электродвигатель 20 и.че- 35 реэ клиноремеиную передачу 19 приво- дится во вращение вибратор 1 4. Предварительно задается требуемая частота вращения.двигателя 20 и, соответственно, частота колебаний катка 13 посред-40

: ством регулировки электрических параметров цепи питания электродвигате ля 20 постоянного тока.

При необходимости исследования,мо гут проводиться в режиме ведуЩего . . 45 вальца катка 13. В этом случае Включается электродвигатель 26 и через, муфту 25, редуктор 24 и цепную передачу 23 вращение передается на валец кат- . ка 13, 50

Во всех случаях испытания могут проводиться как на откосах, так и горизонтальных участках в вибрациоином или статическом режиме, т.е. с ввп лю:ченным вибратором 14.

Грунт уплотняют при помощи пред лагаемого устройства несколькими про« ходами катка 13 по его поверхности, а затем определяют показатели уплотняемости грунта известными средствами в различных точках по длине канала, после чего сравнивают показатели уплотняемости с первоначальньчн до уплотнения.

С помощью тензометрических динамометрических устройств -28 и 30 на регистрирующем приборе, например, осциллографе, непрерывно фиксируется сила тяги Т.

Рассмотрим схему сил, действующих на каток 13 и тележку 3, устройства в процессе уплотнения. откоса 22 при движении катка 13 вверх по откосу 22, как наиболее энергоемкий этап уплотнения (фиг . 3).

Выбрав направление координатных осей, рассмотрим равновесие тележки 3 и катка 13, отбросив соответствующие связи и заменив их реакциями.

Условия равновесия тележки 3:

Хх =T-f R„--f Р -Pcvsl3=0

Х.y =RA+R>-G,--Рз про; (1)

И =Q;с+Т a-Р (Ъ+с}-ecosoc е -1Pein) d=p где Т - сила тяги, прикладываемая к тележке 3;

f< - коэффициент сопротивления передвижению холовых колес 8 тележки 3 по рельсам 2, Rp, R@ — реакции, возникающие в местах контакта ходовых колес 8 тележки 3 с рельсами 2

Р=Р - реакции rr тягах параллелограммного сцепного устройства (равны из условия равновесия параллелограмма); — угол наклона тяг к горизонту .(извиняется в пределах от 0 дою );

SC — угол заложения откоса 22;

С - вес тележки 3;

a,Ь,с, . d e — геометрические размеры.

Условия равновесия катка t3:

Qx=forq R +С sing(-Рсоз =0 (g y=R G„созе AsinQr-& где Е, - — коэффициент сопротивления катка 13 качению по грунту на откосе 22;

R< - реакция уплотняемого грунта на каток 13;

G — вес катка 13;

1715960

Т foОT

Ра- - -. - »-- с

Е 8 1п(3+СО& А .. гР

Ф. л

g С со& (+Оэ пяс. 20 ч

Зная величины Р и К . путем под-.. становки их в первое уравнение систе мы (2), определяем козй6ицнент сопро-. тивления катка качению по Грунту на 25 откосе 22 .,„ :с

СО&ф

{Т"f 6 ) .. - — - r sinO( б Т f 81ПВ+со83

35В.... ото C со& ф +. Q&iggj®

КозКпп иент сопротивления катка ..13 .

"качению по грунту на горизонтальном участке определяется как частныйслучай из Формулы (3) при ЖЩ"4У, т.е. т-f0 rË», (4)

Ока. &Уча . т

При заданных геометрических и seco 5 р вых параметрах тележки З.и катка. 13

- устройства, а также параметрах внбра- ж . тора 14 величины, входящие в уравне- н ния (3) и (4), ° @т Гк :Ф(0р Ei0 являются постоянными. а величины Ъ и у изменяются в диапазоне от О до 66. озтому, определяя экспериментально. силу тяги .Т, по формулам (3) и (4)

: рассчитываем величину козФФициентов сопротивления катка 13 качению, кото- рые являются обьектнвной характеристикой уплотняемостн грунтов.

1 — угловой параметр; — амплитуда вынуждающей силы вибратора 1,4; .Я вЂ” частота колебаний; с — время.

Определяем величину реакций Р иэ системы:управлений (1) и из второго уравнения системы (2):

R„ . " Т вЂ” — — Р со&ф-Р &inpj с. а е .d .. 10

"ь=" т+Р""Р Ь+ ТЬ РЬ+ " + и

+Р— -81пА; 15

Ь+с .

Изобретение позволяет экспериментально оценивать уплотняемость грунтов в зависимости от силы сопротивления двнжению ведущего или ведомого вальца катка,- раббтающего в статическом или вибрационном режиме. при уп-. лотнении наклонных.и .горизонтальных участков земляных сооружений с уче- . том угла наклона результирующей вынуждающей силы.вибратора к поверхности грунта-.и, угла заложения откоса„

Формула.. из о бр ете ния:

1. Устройство для исследования . уплотняемости грунтов, включающее грунтовый. канал:, направляющие, раму катком и приводом, его вращения, на узочное и измерительное приспособ-:, ения,, о. т л . и ч а ю щ е е с я тем, то, с целью расширения Аункциональх воэиожЫостей,путем моделирования опротивления движению .грунтоуплотяющих иашйн на: наклонньх и горизон&льных участках земляных сооружений учетом. угла наклона результирующей увдающей силы внбратора к поверх-: ости грукта, оио снабжено тележкой нижней и верхней ранамн с приводам вибраторак йанравленного действия регулируемьяи параметрами, устаиов еннЫми на раме катка, которая соеди- ена с тележкой с пачощью шарнирных жпих и верхней тяг, при этом нижние яги соединены с нижней неподвижной амой тележки, а верхняя соединена возможностью регулирования ее поло ения с верхней рамой тележки, подвж ой в вертикальном направлении относнтельно нижней рамы, причем последняя становлена с возможностью возвратно-": оступательного перемещения по направ» яюгвти в грунтовом канале.

2. Устройство по п, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что двигатель привода вибратора закреплен с помощью пружинной подвески к верхней. раме гележкн.

1715960

2 Т 23 1/

// &

Составитель С,-Краснослободцев редактор Н.Шитев Техоед; А.Е@аэчук, - . Корректор С.Некмар

Заказ 986 Тираж, . :.. Подписное .ВНИИПИ Государственного комитета: ae èçîáðåòåíèÿè и открытиям при ГКНТ СССР

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

Ifpîèçâîäñòâåííî-издательский койбииат "Патент", r.,.Ужгород, ул.. Гагарйна, 101