Прибор для испытания грунтов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О йй И С А Н И Е (и)897940

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17. 04. 80 (21) 2912080/29-33 . с присоединением заявки № (23) П риоритет

Опубликовано 15.01 82 Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 15.01 82 (51)М. Кл.

Е 02 0 1/02

Гооударетванай коннтет

СССР

II0 делан наобретеннй н открытнй (53) УЛК 624.131.. 37(088. 8) (72) Автор изобретения

Л.П.Загоруйко

Государственный научно-исследовател конструкторский и проектный институ у1-ол (7I) Заявитель ости (34) ПРИБОР ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТОВ

Изобретение относится к строитель= ству, к технике для исследования напряжений и деформаций в грунтах, и может быть использовано для определения напряженно-деформируемого

5 состояния массива при решении различных инженерных задач в горной, строительной и гидротехнической практике. .Известен прибор для компрессионных испытаний, включающий емкость для исследуемого материала, нагрузочное устройство в виде поршня и винтового пресса, измеритель деформации и динамометрическое приспособление. В данном приборе фиксируются сжимающие напряжения и деформации, позволяющие также вычислять плот-. ность (объемную массу) грунта (13.

Недостатком известного прибора для компрессионных испытаний является то, что он не позволяет совмещать компрессионные испытания со статическим зондированием напряженного образца потому, что в нем отсутствует зондировочное устройство, а также отсутствует доступ к образцу для зондирования в процессе его нагружения.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство, содержащее станину, контейнер для грунта с кольцевым штампом, вер" тикальный зондирующий стержень с наконичником, расположенный соосно с контейнером, измерительные и силовые приспособления и механизм поворота контейнера в вертикальной плоскости(2), В известном устройстве, целью которого RENRBTCR oBe eH e HCllblTB ний грунта на вращательный срез при сложном нессиметричном напряженном состоянии, возможно повторение опытов на одном образце (поворот крыльчатки) при разных нагрузках на секторные штампь1, при условии внедрения наконечника (крыльчатки) на некоторую постоянную глубину. Статическое

897940 же зондирование, требующее определения усилия внедрения наконечника по всей глубине образца в известном приборе, можно выполнить на одном образце лишь один раэ, при какой-то одной плотности и сжимающей нагрузке на кольцевой штамп, так как последующие зондирования при других нагрузках не могут осуществляться по нарушенной части образца. Это не позво- 10 ляет испытывать один и тот же образец грунта статическим зондированием при разной его плотности и разном напряженном состоянии. Повторение же испытаний на различных образцах, при 1$ разных нагрузках нежелательно, так как это вносит неопределимые погрешности за счет возможного отличия структурно-текстурных особенностей влажности, количественного и качест- ge венного состава породных компоненгов (в породных смесях отобранных иэ насыпей и отвалов) разных образцов.

Если при испытании на вращательный срез, когда нагрузка на плоскость среза обеспечивается прежде всего дополнительными секторными штампами, указанный недостаток не имеет. существенного значения, то при испытании методом статического зондирова-5О ния, требующем равномерного напряженного состояния образца по глубине, это вызывает значительные погрешности.

Цель изобретения - обеспечение

35 возможности испытания грунта статическим зондированием при различном напряженном состоянии грунта.

Поставленная цель достигается тем, что в приборе для испытания грунтов, включающем рабочий цилиндр, установленное в нем нагрузочное приспособление со штампом, выполненным с отверСтием, через которое пропущен стержень с наконечником, 45 связанным с нажимным винтом и измерительным приспособлением, штамп снабжен размещенным на нижней его поверхности диском, причем отверстие штампа выполнено радиальным и рас50 положено несоосно по отношению к оси рабочего цилиндра, а диск выполнен с отверстиями по размеру наконечника, расположенными при повороте диска с возможностью совпадения с радиальным отверстием штампа, при этом рабочий цилиндр выпол. нен поворотным вокруг своей оси в горизонтальной плоскости, а стержень с наконечником, нажимным винтом и измерительным приспособлением установлены с возможностью радиального перемещения.

На фиг. 1 изображен прибор для испытания грунтов, общий вид, на фиг, 2 - схема расположения зондировочных отверстий в штампе.

Прибор состоит иэ двух скрепленных между собой взаимодействующих узлов: компрессионного и зондировочного. Компрессионный узел содержит сплошную емкость (рабочий цилиндр)1 для исследуемого образца, нагрузочное устройство, включающее стани" ну 2, выполненную заодно с винтовым прессом 3, служащим для создания вертикальной нагрузки на штамп 4 через динамометр 5, и два индикатора 6 для измерения деформации.

Зондировочный узел содержит основание 7, к которому прикреплены направляющие стойки 8, скрепленные в верхней части фланцем ходовой гайки 9, каретку 10, передвигающуюся по направляющим стойкам 8, вместе с прикрепленной к ее нижней планке зондирующим стержнем 11, с помощью нажимного винта 12, нижний конец которого свободно проходит через отверстие каретки 10 и при движении вниз передает усилие на зондирующий стержень 11 через динамометр 13; а при движении вверх - винт 12, взаимодействуя фланцем своего наконечника 14 с кареткой 10, обеспечивает подъем указанных подвижных частей.

Зондировочный узел установлен на верхней поперечине станины 2, в которой выполнена щель для прохода зондирующего стержня и направляющих стоек, обеспечивающая крепление и перемещение узла от центра к периферии.

Итамп выполнен из двух дисковверхнего (основного) 4 и нижнего 15„ скрепленных осью 16. B верхнем диске выполнено щелевое радиальное отверстие 17 (см.фиг.2), а в нижнемнесколько круглых 18 (по размеру зондирующего наконечника), расположенных по спирали, положение которой определяется размерами отверстий и шагом изменения расстояния их от центра штампа. При взаимном повороте дисков одно из круглых отверстий поочередно совмещается со щелевым, чем достигается изменение расстоя8979

Формула изобретения ния зондировочного отверстия штам" па от центра.

В некотором положении нижний диск полностью закрывает щелевое отверстие, что необходимо на период компрессионного уплотнения грунта.

К днищу рабочего цилиндра прикреплена полуось 19, которая при установке цилиндра на станину заходит в ее центральное отверстие. Для поворо- IO та цилиндра вокруг полуоси 19 служат вставленные в отверстия цилиндра рукоятки 20.

Прибор работает следующим образом, В цилиндр 1 помещается исследуе- 15 мый образец грунта и при помощи винтового пресса 3, через штамп 4 при закрытом щелевом отверстии 17, к не.му прикладывается первая ступень вертикальной нагрузки, величина кото- 20 рой определяется по динамометру 5, осадка штампа фиксируется по индика" торам 6.

После стабилизации осадка освобождается штамп и поворотом нижнего диска 15 совмещается одно из отверстий 18 со щелевым отверстием 17р устанавливая таким образом зондировочное отверстие в нужном положении относительно оси прибора. Согласо- 30 вывается положение штампа и зондирующего стержня, прикладывается давление на образец и производится зондирование через отверстие в штампе, по глубине образца с помощью нажимного винта 12. Усилия зондирования фиксируются по динамометру 13, подъем стержня производится обратным вращением винта 12, Эксперимент повторяется несколь- gp ко раз на одном образце при других ступенях давления, предварительно поворачивая цилиндр с образцом на некоторый угол, величина которого выбирается в зависимости от соотношения размеров образца и наконечника (поршень не поворачивается).

Угол поворота фиксируется по шкале, нанесенной на поверхности цилиндра °

По результатам опытов строятся графики зависимостей удельного ñîïðîтивления зондированию от давления на

40 d образец, от объемной массы и относительной осадки грунта.

Прибор для испытания грунтов позволяет проводить комплексные компрессионно-зондировочные испытания грунта, получая зависимости усилия зондирования от сжимающих напряжений и плотности грунта, позволяет использовать простой и доступный способ статического зондирования грунта в массиве для получения основных расчетных показателей - напряжений, плотности и деформированных характеристик грунтов для решения ряда инженерных задач по осадкам сооружений.

Прибор для испытания грунтов, включающий рабочий цилиндр, установ" ленное в нем нагрузочное приспособ" ление со штампом, выполненным с отверстием, через которое пропущен стержень с наконечником, связанным с нажимным винтом и измерительным приспособлением, о т л и ч а ю щ и й" с я тем, что, с целью обеспечения возможности испытания грунта статическим зондированием при различном напряженном состоянии грунта, штамп снабжен, размещенным на нижней его поверхности диском, причем отверстие штампа выполнено радиальным и расположено несоосно по отношению к оси рабочего цилиндра, а диск выполнен с отверстиями по размеру наконечника, расположенными при повороте диска с возможностью совпадения с радиальным отверстием штампа, при этом рабочий цилиндр выполнен поворотным вокруг своей оси в горизонтальной плоскости, а стержень с наконечником, нажимным винтом и измерительным приспособлением установлены с возможностью радиального перемещения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

14 481670, кл. Е 02 0 1/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР 4 633977, кл. Е 02 О 1/00, 1977.