Тензометрический штамп



Тензометрический штамп
Тензометрический штамп
Тензометрический штамп

 


Владельцы патента RU 2594954:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" (RU)

Изобретение относится к техническим устройствам для испытания грунтового основания фундамента штампом. Тензометрический секционный штамп содержит чувствительный элемент и измерительные приспособления для измерения контактного давления. Чувствительный элемент расположен между грунтовым основанием и жестким штампом, выполнен в виде упругой плиты постоянной толщины из материала с модулем упругости, меньшим в 10 и более раз модуля упругости материала штампа, и имеет размеры и форму штампа в плане и толщину, равную не более 1/10 ширины штампа. Штамп и упругая плита имеют соосные сквозные отверстия, каждое из которых служит геометрическим центром секции, выделенной физически или виртуально из упругой плиты, и в которых в теле жесткого штампа закрепляют или изготавливают полые цилиндры со стержнями, имеющими возможность свободно перемещаться относительно полых цилиндров, но закрепленными посредством анкеров, выполненных в форме дисков, на нижней грани упругой плиты, а перемещения стержней относительно полых цилиндров определяют измерительными приспособлениями. Технический результат: повышение эффективности тензометрического штампа за счет возможности измерения двумерного распределения контактного давления по подошве штампа, уменьшения сложности изготовления и эксплуатации, а также снижение его стоимости. 2 ил.

 

Изобретение относится к техническим устройствам для испытания грунтового основания фундамента штампом.

Известно устройство для испытания грунтов, включающее секционный штамп и связанные с каждой секцией нагрузочное и измерительное приспособления, смонтированные на опорной раме, причем с каждой секцией соединены два силовых цилиндра, с помощью которых контролируется распределение контактного напряжения по подошве штампа (А.с. СССР №746034, 23.05.1978).

Недостатками известного устройства являются измерение одномерного распределения контактного давления, а также сложность изготовления и эксплуатации.

Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому является тензометрический штамп для измерения контактного давления, включающий нижнюю и верхнюю балки с вмонтированными между ними измерительными приспособлениями, причем обе балки выполнены из элементов-пластин, а между пластинами верхней и нижней балок установлены измерительные приспособления в виде тензометрических колец (А.с. СССР №294095, 17.09.1969 - прототип).

Недостатками указанного устройства являются предопределенность деформации элементов-пластин нижней балки как жестких тел, испытывающих поступательное перемещение и поворот в вертикальной плоскости, а также сложность изготовления и эксплуатации.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности тензометрического штампа за счет возможности измерения двумерного распределения контактного давления по подошве штампа, уменьшения сложности изготовления и эксплуатации, а также снижение его стоимости.

Технический результат достигается тем, что в тензометрическом штампе, включающем чувствительный элемент и измерительные приспособления для измерения контактного давления, согласно изобретению чувствительный элемент расположен между грунтовым основанием и жестким штампом, выполнен в виде упругой плиты постоянной толщины из материала с модулем упругости, меньшим в 10 и более раз модуля упругости материала штампа, и имеет размеры и форму штампа в плане и толщину, равную не более 1/10 ширины штампа, причем штамп и упругая плита имеют соосные сквозные отверстия, каждое из которых служит геометрическим центром секции, выделенной физически или виртуально из упругой плиты, и в которых в теле жесткого штампа закрепляют или изготавливают полые цилиндры со стержнями, имеющими возможность свободно перемещаться относительно полых цилиндров, но закрепленными анкерами, выполненными в форме дисков, на нижней грани упругой плиты, а перемещения стержней относительно полых цилиндров определяют измерительными приспособлениями.

Новизна изобретения заключается в том, что в качестве чувствительного элемента используется упругая плита, равная по размерам и форме штампу и расположенная между штампом и грунтовым основанием, измерение деформаций упругой плиты относительно штампа производят в секциях, выделенных физически или виртуально из упругой плиты.

Такое конструктивное исполнение позволяет повысить информативность тензометрического штампа за счет получения данных, характеризующих двумерное распределение контактного давления, а жесткий штамп и упругая плита проще в исполнении и в эксплуатации и не имеют ограничений по форме в плане.

Вышеуказанные новые признаки и свойства отсутствуют в известных технических решениях и позволяют предложенному техническому решению обеспечить его эффективность и снизить стоимость изготовления.

Вышеизложенное позволяет утверждать, что предложенное техническое решение соответствует критериям изобретения «новизна» и «изобретательский уровень».

Сущность заявленного изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен тензометрический штамп в разрезе; на фиг. 2 - секция тензометрического штампа в разрезе.

Тензометрический штамп включает в себя жесткий штамп 6 (Фиг. 1, 2), упругую плиту 7, устройство для передачи силы на штамп 10, полые цилиндры 1, закрепленные в жестком штампе 6, жесткие стержни 2, имеющие возможность свободного перемещения относительно полых цилиндров 1, с закрепленными на них анкерами 3, неподвижными относительно нижней грани упругой плиты 7, измерительные устройства 9, включающие, например, неподвижную миллиметровую шкалу 8 и нониусную шкалу 5, для измерения перемещений жестких стержней 2 относительно полых цилиндров 1.

Тензометрический штамп работает следующим образом: на выровненное грунтовое основание 4 (Фиг. 1, 2) укладывают упругую плиту 7, на нее устанавливают жесткий штамп 6 так, чтобы сквозные отверстия в жестком штампе и упругой плите расположились соосно, а жесткие стержни 2 в них были закреплены на нижней грани упругой плиты 7 посредством анкеров 3, монтируют нагрузочное устройство и систему измерения осадки штампа (условно не показаны), закрепляют или изготавливают полые цилиндры 1 на штампе и измерительные устройства 9, включающие, например, неподвижную миллиметровую шкалу 8 и нониусную шкалу 5. Измеряют координаты жестких стержней в плане относительно штампа, регистрируют начальные показания измерительных устройств 9, например, путем записи взаимного положения неподвижной миллиметровой шкалы 8 и нониусной шкалы 5.

Тензометрический штамп 6 нагружают силой через устройство 10, наблюдая за осадкой жесткого штампа, при каждом заданном значении силы производят одновременную регистрацию показаний всех измерительных устройств 9, например, путем записи взаимного положения неподвижных миллиметровых шкал 8 и нониусных шкал 5. После этого силу увеличивают до следующего заданного значения силы, при котором вновь производят регистрацию показаний всех измерительных устройств 9, и т.д. до заданного конечного значения силы.

По показаниям измерительных устройств 9 вычисляют деформации упругой плиты 7 в точках их расположения. По этим данным, а также по тарировочным данным упругой плиты или ее секций рассчитывают контактное давление грунта 4 в секциях тензометрического штампа, определяемых точками расположения анкеров 3.

Предложенное изобретение позволяет повысить эффективность измерения контактного давления по сравнению с существующими аналогами за счет возможности получения двумерно распределения контактного давления по подошве штампа, за счет возможности применения тензометричекого штампа любой формы в плане, а также снизить стоимость его изготовления за счет упрощения и удешевления конструкции.

Тензометрический секционный штамп для измерения контактного давления грунта, включающий чувствительный элемент и измерительные приспособления для измерения контактного давления, отличающийся тем, что чувствительный элемент расположен между грунтовым основанием и жестким штампом, выполнен в виде упругой плиты постоянной толщины из материала с модулем упругости, меньшим в 10 и более раз модуля упругости материала штампа, и имеет размеры и форму штампа в плане и толщину, равную не более 1/10 ширины штампа, причем штамп и упругая плита имеют соосные сквозные отверстия, каждое из которых служит геометрическим центром секции, выделенной физически или виртуально из упругой плиты, и в которых в теле жесткого штампа закрепляют или изготавливают полые цилиндры со стержнями, имеющими возможность свободно перемещаться относительно полых цилиндров, но закрепленными посредством анкеров, выполненных в форме дисков, на нижней грани упругой плиты, а перемещения стержней относительно полых цилиндров определяют измерительными приспособлениями.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области механических испытаний материалов на прочность и устойчивость, в частности к испытаниям образцов из органического стекла в условиях чистого сдвига.

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов и может быть использовано для определения вязкости разрушения металлов. Сущность: осуществляют статическое нагружение плоского образца с выращенной трещиной усталости и регистрацию длины трещины в момент перехода от стабильного медленного ее развития в нестабильное быстрое.

Изобретение относится к методам испытаний металлов на трещиностойкость, в частности к способу изготовления сварного составного образца типа СТ для испытаний на трещиностойкость облученного металла по стандартным методикам.

Изобретение относится к области неразрушающих измерений давления на заданном горизонтальном уровне бетонных и кирпичных стен и фундаментов зданий и сооружений на стадии их эксплуатации.

Изобретение относится к измерительной технике для определения контактной жесткости. Сущность: поверхности контактирующих деталей с определенными упругими константами материалов прижимают к друг другу с заданной силой F, нормальной к плоскости стыка, определяют остаточную h и упругую αy части полного сближения в контакте, по их сумме определяют величину полного сближения α в контакте, с последующим определением коэффициента j нормальной жесткости упругопластического контакта деталей двоякой кривизны.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий и может быть использовано в машиностроительной отрасли при сборке узлов и деталей корпусных изделий и оперативном контроле остаточной прочности крепежных элементов.

Способ относится к горной промышленности, в частности к шахтным подъемным установкам, и предназначен для контроля технического состояния подъемного каната. Способ позволяет определить жесткость подъемного каната на растяжение путем измерения длины подъемного каната от точки схода подъемного каната с барабана подъемной машины до подвесного устройства подъемного сосуда при остановке порожнего подъемного сосуда под загрузку, веса груза, удлинения подъемного каната после загрузки подъемного сосуда и последующего расчета, по величине которой судят о техническом состоянии подъемного каната.

Изобретение относится к области механических испытаний металлов и сплавов, а именно к испытаниям на изгиб с растяжением, и может быть использовано при испытании различных конструкций, работающих в сложных условиях нагружения, при расчетах на прочность конструкций, работающих в условиях изгиба с растяжением.

Изобретение относится к средствам измерения относительной продольной деформации на поверхности материальных тел. Экстензометр содержит два референтных тела в виде заостренных инденторов, при этом один индентор жестко связан с корпусом прибора, другой установлен с возможностью перемещения, а также систему передачи этих перемещений.

Изобретение относится к области строительства, в частности к определению изменения длительной прочности бетона во времени эксплуатируемых под нагрузкой в условиях внешней агрессивной среды бетонных и железобетонных конструкций.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при инженерно-геологических изысканиях и проектировании зданий и сооружений в области распространения многолетнемерзлых грунтов.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и предназначено для измерения деформаций морозного пучения, сжимаемости при оттаивании и коэффициента фильтрации при нескольких циклах промерзания-оттаивания в лабораторных условиях.

Изобретение относится к области промышленного и гражданского строительства и может быть использовано в технике и технологии исследования физико-механических свойств грунтов в естественных условиях.

Изобретение относится к геологии и может быть использовано при проектировании зданий и сооружений для определения количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах. Для этого осуществляют бурение скважин с отбором керна, оттаивают полученный образец замороженного грунта и определяют суммарное содержание влаги по непрерывному изменению информативного показателя в ходе оттаивания.

Изобретение относится к способам определения деформаций земной поверхности при отсутствии взаимной видимости между наблюдаемыми пунктами. Сущность: на изучаемой площади закладывают грунтовые реперы по наблюдательной линии, предварительно рассчитав ее длину.

Изобретение относится к строительству, а именно к испытанию грунтов методом статического зондирования в труднодоступных участках. Установка статического зондирования содержит винтовой механизм зондировочный и включает два или более винтовых валов с возможностью синхронного вращения, расположенных параллельно колонне зондировочных штанг, связанных общей подвижной траверсой для упора колонны зондировочных штанг.

Изобретение относится к области инженерной геологии, а именно к способам для определения влияния различных веществ на газообразующую способность грунтов в лабораторных и полевых условиях, и позволяет подобрать ингибиторы газообразования в грунтах.

Изобретение относится к области «Физики материального контактного взаимодействия» весомой среды в ее массиве и на краях откосов в естественном и нарушенном состоянии.

Изобретение относится к области «Физики контактного взаимодействия материальной среды», конкретно к способу определения несущей способности и устойчивости дисперсной среды под нагрузкой от плоского жесткого штампа.

Изобретение относится к области инженерных изысканий и предназначено, в частности, для определения характеристик деформируемости грунтового основания. Способ испытания грунтового основания штампом включает нагружение грунта в массиве давлением на подошве штампа до конечного давления и выдерживание при постоянном конечном давлении до стабилизации осадки штампа, регистрацию осадки штампа при нагружении и конечном давлении и определение характеристик деформируемости грунтового основания.
Наверх