Устройство для определения несущей способности грунта
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз советских Социалистических Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.11.73 (21) 1976365/33 с присоединением заявки № (23) Приоритет Опубликовано 30.05.77. Бюллетень № 20 Дата опубликования описания 06.07.77 (51) М. Кл С 01В 5/30 Е 02D 1/00 Гасударственный камитет Савета Министров СССР па делам изабретеиий и аткрытий (53) УДК 624.131.375 (088.8) (72) Авторы изобретения А. А. Львов и В. Ф. Платонов А!17 » (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ГРУНТА Изобретение касается исследования физикомеханических свойств грунта и, в частности, может быть использовано для оценки грунтовых условий при прогнозировании проходимости колесных и гусеничных машин по деформируемым грунтам. Известно устройство для определения несущей способности грунта, включающее штампы различных размеров и приспособление для нагружения и замера усилий и деформаций. Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет исключить усилие среза при определении характеристик несущей способности грунта. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для определения несущей способности грунта, содержащее штамп, выполненный в виде двух концентрических дисков, из которых внешний закреплен на корпусе с возможностью вертикального перемещения, причем внешний и внутренний диски соединены с нагрузочным и измерительным приспособлениями. Однако при использовании этого устройства невозможно определить усилие сжатия. Цель изобретения — повышение точности определения усилия сжатия за счет исключения усилия среза. Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве корпус через тензозвено связан со штоком внутреннего диска. Диски могут быть любой формы, так как значение несущей способности от этого не меняется. В таблице, в качестве примера, приведены результаты по определению несущей способности, полученные при помощи предлагаемого устройства с различными размерами штампов (фон — пахота супесчаная). Устройство было выполнено в трех вариантах: диаметр наружного диска составлял 7 см, диаметр внутреннего диска — 2, 3 и 5 см. В таблице приведены результаты по пяти замерам для каждого варианта, где hi и Йр— глубина погружения штампа; Р„, — усилие на внутреннюю часть штампа; Рс — несущая способность грунта. В п/п 6 приведено значение несущей способности при достижении грунтом предела текучести (при заглублении макс) ° Из таблицы видно, что при деформации грунта предлагаемым устройством представляется возможность получить константу, характеризующую предельную несущую способность грунта, не зависящую от форм и размера штампов, На фиг. 1 изображено предлагаемое уст30 ройство для определения несущей способно560123 Диаметр внутреннего диска, см Pfo hq и h, и/и рви кг ро, кг/см РО, кг/см 1вн кг см 3 б 3 б 3 б 3 б 3 б 1 макс 117 89,4 117,3 83,5 112,0 86,2 113,2 87,9 114,0 120,0 6,11 13,8 18,2 13,97 18,21 13,64 18,22 13,8 18,4 13,8 18,0 19,3 6,12 31,6 40,8 32,1 40,8 30,0 40,9 31,9 41,3 31,0 40,6 43,4 6,24 6,32 6,10 6,25 5,98 6,01 6,18 6,21 6,08 6,15 5,92 6,06 6,23 6,16 6,15 6,16 сти грунта; на фиг. 2 показан разрез по А — А на фиг. 1. Устройство состоит из штампа, выполненного в виде двух концентрических дисков: внешнего 1 и внутреннего 2. Внешний диск 1 закреплен на корпусе 3, который связан с нагружающим механизмом через измерительное приспособление — тензозвено 4. Шток 5 внутреннего диска штампа связан через тензозвено 6 с корпусом 3, который соединен с датчиком 7 погружения штампа в грунт. Рабочая часть устройства (см. фиг. 2) состоит из внешнего 1 и внутреннего 2 дисков штампа, беззазорно входящих один в другой. Внешний диск 1 соединяется с корпусом 3, внутренний диск 2 — со штоком 5, передающим усилие Р, от внутреннего диска тензозвену 6, которое жестко связано со штоком и корпусом 3. Суммарное усилие Р, необходимое для деформации грунта по всей площади штампа, воспринимается тензозвеном 4, жестко связанным с корпусом 3. При деформации грунта внутренний и внешний диски перемещаются одновременно на одну и ту же глубину. Устройство для определения несущей способности грунта работает следующим образом. Под действием силы Р, замеряемой и фиксируемой посредством тензозвена 4, рабочая часть устройства заглубляется в грунт до достижения несущей способности грунта. Под действием сил сопротивления грунта нагружается тензозвено 6, фиксирующее усилие на внутренний диск. Предельное значение силы Рь отнесенное к площади внутреннего диска, характеризует несущую способность грунта, а разность сил Р, и P> — суммарную характеристику грунта с учетом смятия и среза грунта по периметру штампа. Запись двух усилий Р и Р> позволяет наряду с оценкой несущей способности грунта определить уси5 лия среза, а также сопоставить результаты с ранее известными. Если предел несущей способности не достигнут вследствие недостаточной сжимающей силы Р илн в результате опыта получены дискретные значения, то 10 можно воспользоваться одним из известных расчетных способов с учетом граничных условий Ilp H Й = 26,. Конструкция предлагаемого устройства позволяет менять формы и размеры штампов, 15 т. е. варьировать размерами наружных (внешних) и внутренних дисков в зависимости от потребностей исследования. Опытный образец устройства изготовлен и испытан при проведении работ по определению несущей способности грунтов при выполнении исследований по оценке проходимости полноприводных автомобилей. Обработка результатов эксперимента производилась с использованием основных положений теории вероятностей и методов математической статистики. Формула изобретения Устройство для определения несущей спо30 собности грунта, содержащее штамп, выполненный в виде двух концентрических дисков, из которых внешний закреплен на корпусе, нагружающий механизм и измерительное приспособление, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения усилия сжатия за счет исключения усилия среза, корпус через тензозвено связан со штоком внутреннего диска, 560123 4-4 Фиг.1 фиг.2 Составитель А. Елкин Редактор М. Дмитриева Корректор Л. Брахника Техред О. Тюрина Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1385/11 Изд. № 475 Тираж 904 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4i5
