Устройство для испытания грунтов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >746034 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 23.05.78 (21) 2618685/29-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл

Е 02 D 1/00

Государственный комитет

СССР (53) УДК 624.131..375 (088.8) Опубликовано 07.07.80 Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 17.07.80

Il0 делам изобретений и открытий

П. Д. Евдокимов, P. А. Ширяев, Н. М. Карпов и Д. Д. Сапегин (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники им. Б. Е. Веденеева (71) Заявитель (54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТОВ

Изобретение относится к строительству и, в частности, к механическим испытаниям, грунтов, может быть использовано для определения характеристик их деформируемости и прочности.

Известно устройство для определения деформируемости массивных сред, включающее гибкий штамп, распорные стойки, распорную раму с измерительными приборами и гидравлическую систему, причем гибкий штамп выполнен составным, из соединенных между собой кольцевых герметических от- 10 секов, в каждом из которых установлена мембрана (1).

Наиболее близким техническим решением является устройство для испытания грунтов, включающее секционный штамп и связанные с каждой секцией нагрузочное и измерительное приспособления (2).

Недостатками известных устройств являются ограниченность возможных комбинаций нагружения поверхности грунта и невоз-" можность приложения касательных напря- 2О жений в плоскости подошвы штампа.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет расширения диапазона нагружения.

Достигается это тем, что устройство, включающее секййонный штамп и связанные с каждой секцией измерительное и нагрузочное приспособление, последнее выполнено в виде опорной рамы и силовых цилиндров, смонтированных на раме под углом друг к другу, причем свободные концы штоков каждых двух силовых цилиндров шарнирно соединены с каждой секцией штампа.

На фиг. 1 дан общий вид устройства; на фиг. 2 — аксонометрическая проекция узла соединения секции штампа; на фиг. 3— диаграмма поворота направления равнодействующей (R) нагрузок Р1 и Ра (Р, Р2— до поворота; Р1, Ра — после поворота); на фиг. 4 — пример эпюры распределения нормальных контактных напряжений по подошве секции при закреплении шарнирной опоры к ней центрально и с эксцентрисите-. том; на фиг. 5 — пример распределения. нормальйых контактных напряженйй в плоскости подошвы штампа.

Устройство для испытания грунтов включает опорный контур 1, на котором укреплены закрепленйые под углом друг к другу гидроцилиндры 2, штамп, состоящий из от746034 дельных секций 3, к каждой из которых шарнирно на опорах 4 закреплены два расположенных под углом друг к другу штока

5 и 6, передающие на секцию независимые сжимающие или растягивающие нагрузки от гидроцилиндров двойного действия.

Устройство для испытания грунтов работает следующим образом, Гидроцилиндры 2 подключаются к источнику давления (например, к пневмогидравлической системе) посредством отдельных, не связанных между собой трубопроводов.

Индивидуальное создание и регулирование давления в камерах гидроцилиндров обеспечивает независимое нагружение отдельных секций 3 штампа. В завйсимости от величин и направления нагрузок P 1 и Р (см. фиг. 3), создаваемых парой домкратов на секцию штампа, возможно создавать любую величину и любое направление их равнодействующей и, следовательно, любую комбинацию по величинам и направлениям нормальных и касательных контактных напряжений в плоскости подошвы секции.

Распределение контактных напряжений в пределах ширины в секции штампа регулируется в зависимости от величины эксцентриситета е шарнирной опоры 4 (см. фис 4), Величина е определяется по известной формуле внецентренного сжатия:

6млкс = я (, ) бе где 6 иб — контактные нормальные намеке мчн пряжения в крайних точках подошвы секции; — средние контактные нормальные напряжения в плоскости подошвы секции;

Ь вЂ” ширина секции штампа; е — эксцентриситет шарнирной опоры 4.

Возможность индивидуального загружения секций позволяет, в конечном итоге, получать распределение контактных напряжений в плоскости подошвы штампа по любому заданному закону (см. фиг. 5).

Заданное распределение контактных (например, нормальных) напряжений (линия 1) при е = 0 воспроизводится ступенчатой эпюрой напряжений (линия II), а при е е 0— линией Ш. Из этих графиков видно, ч го при регулировании величины эксцентриситета е заданное распределение напряжений воспроизводится более точно.

Устройство позволяет экспериментально

1 оценивать несущую способность системы

«фундамент-основание» при различных распределениях контактных напряжений, что является одной из центральных задач механики грунтов и фундаментостроения. Кроме этого, устройство позволяет определять распределение контактных напряжений в зависимости от жесткости фундамента (т. е. от прогиба подошвы). Это достигается регулированием осадок и горизонтальных смещений отдельных секций штампа и регистраzo цией создаваемых при этом нагрузок на секции.

Формула изобретения

Устройство для испытания грунтов, включающее секционный штамп и связанные с каждой секцией нагрузочное и измерительное приспособление, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений за зв счет расширения диапазона нагружения, нагрузочное приспособление выполнено в виде опорной рамы и силовых цилиндров, смонтированных на раме под углом друг к другу, причем свободные концы штоков каждых двух силовых цилиндров шарнирно соединены с каждой секцией штампа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 327393, кл. G 01 N 3/10, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 303538, кл. G 01 N 3/12, 1969.

746034 ф д с ф ь макс

3июра4, Фиг.4

Фиг5 !

Составитель В. Латушкии

Редактор Т. Клюкина Техред К.Шуфрич Корректор Н. Стен

Заказ 3908/20 Тираж 713 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4