Устройство для исследования трения грунта

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Соцналнстнческнк

Республик (iii945277 (6l ) Дополнительное к авт. сана-ву— (22)Заявлено 04.08.80 (2l) 2970143/29-33 с присоединением заявки Ля— (23 ) Приоритет (5I )M. Кл.

Е 02 0 1/00

G 0l и 3/10

3Ъеударстеенный кемнтет

СССР (53) УЛК624.131.. 38 (088. 8) ао делам нзобретеннй н открытнй

Опубликовано 23.07.82. Бюллетень № 27

Лата опубликования описания 23.07.82 (72) Авторы изобретения

Б.Д. Ветров, И.Ш. Гоникман и Е.M Перле

Всесоюзный научно-исследовательский инс гидромеханизации, санитарно-технических строительных работ (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТРЕНИЯ

ГРУНТА

Изобретение относится к строительству, в частности к устройствам для исследования физико-механических свойств грунта при его взаимодействии с поверхностью искусственных матери5 алов и оболочек, и может быть использовано при погружении свай-оболочек, сооружении коррозионно-стойких труб неглубокого заложения, обсадных труб термальных скважин и пр.

Известно устройство для исследования трения, включающее грунтовую кассету с моделью сооружения, выполненую с подвижными пуансонами, соеди- т5 ненными с гидравлической камерой давления 1 J.

Недостатками этого устройства является то, что оно имеет сложную систему испытания грунта и ограниченную 20 область.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для исследования трения грунта, включающее

2 стол со скобой, грунтовую кассету с моделью, гидрокамеры со штоками, ме" ханизм для создания сдвигающей нагрузки и регистрирующую аппаратуру (21, Однако устройство не позволяет провести исследование сил трения образца грунта с моделью при продольно-вращательном перемещении трения образца грунта, например, при некоторых режимах вибропогружения трубчатых элементов, облицованных материалами из высокомолекулярных соедине" ний.

Цель изобретения — повышение точности исследования сил трения грунта с материалами малой жесткости.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для исследования трения грунта, включающее стол со скобой, грунтовую кассету с моделью, гидрокамеры со штоками, механизм для создания сдвигающей нагрузки и регистрирующую аппаратуру, снабжено

<орпусом и редуктором с кривошипом, 3 94 27 на котором закреплен палец, а грунтовая кассета снабжена вертикальным кронштейном с пазом, в котором разме" щен палец кривошипа, и установлена с возможностью вращения в корпусе.

Причем штоки гидрокамер жестко закреплены на скобе.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

УстройсТво состоит иэ жесткого 10 корпуса 1, в котором на подшипниках

2 размещены грунтовая кассета 3, снабженная в нижней части вертикальным кронштейном 4 с пазом 5. Кассета

3 представляет собой полый цилиндр, внутренняя поверхность к6Торого снабжена продольными паз ами (не показаны), нижний конец его имеет отбортовку внутрь. Исследуемая модель устанавливается во внутрь цилиндра таким образом, чтобы ее продольные наружные ребра (не показаны ) были совмещены с пазами кассеты 3, являющимися направляющими для модели. В свою очередь в модели 6 устанавливаются две одинаковые гидравлические камеры

7 и 8, выполненные в виде поршней и направленные эластичными сторонами

9 навстречу друг другу. истоки поршней гидрокамер 7 и 8 жестко закреплены на скобе 10, состоящей из двух частей, внутренние ребра которых установлены в продольных направляющих 11 корпуса 1. Гидравлические камеры 7 и

8 через штоки поршней соединены общим трубопроводом с системой давления

35 (соединение трубопроводов не показано ). Нагружающий механизм 12 представ.ляет собой винтовую пару соосную с осью штоков грунтовой кассеты 3. о

Кронштейн 13 нагружающего механизма

12 размещается на стойке 14, на которой крепится корпус 1. В паз 5 кронштейна 4 входит палец 1 кривошипа 16 приводимого во вращение через редуктор 17 регулируемым электропри45 водом (не показан ). Передача сдвигающей нагрузки производится через силоизмерительный динамоментр 18.

Стойки 14 со скобой 10 и редуктор

17 установлены на столе 19.

Уст рой ство работает следующим образом.

8 грунтовую, кассетУ 3 вставлЯют с натягом исследуемую модель б до упо 55 ра в нижний отбортованный конец.

Внутрь модели 6 заводят гидрокамеру

8, соединенную с нижней половиной скобы 10, -установленной своим внутренним ребром в направляющей 11 корпуса 1. В образовавшийся цилиндр с днищем засыпают грунт в таком объеме, чтобы длина образующей цилиндра с грунтом не превышала внутреннего диаметра исследуемой модели (для создания однородного поля напряженного грунта). Затем внутрь модели б вставляется гидрокамера 7, соединенная с верхней половиной скобы 10, внутреннее ребро которой устанавливается в верхнюю часть направляющей 11 корпу" са 1. Обе половины скобы 10 жестко соединены фланцем. Гидравлической системой в объеме грунта создается необходимое давление; контролируемое образцовым манометром, Смонтированный грунтовой узел от развиваемого нагружающим механизмом 12 усилия получает продольное смещение относительно поверхности модели 6. Одновременно с этим усилие, передаваемое на вертикальный кронштейн 4 пальцем 15 от привошипа 16 регулируемым электроприводом через редуктор 17, сообщает грунтовой кассете 3 с моделью.6 горизонтальное возвратное угловое перемещение относительно вертикальной оси, причем .усилия угловых перемещений воспринимаются грунтом.и боковыми поверхнос.тями поршней. Усилие трения для последних является величиной постоянной для данной модели. Таким образом, величина горизонтального возвратнопоступательного усилия воспринимаемая грунтом является разностью между усилием на валу редуктора и потерями на трение при горизонтальном перемещении модели относительно боковых поверхностей поршней гидрокамер, Конструкцией предусмотрено жесткое закрепление штоков поршней в скобе, не допускающее их вращения в горизонтальной плоскости. Вращение скобы 10 вместе с поршнями исключено тем, что ее ребра находятся в направляющих 11 корпуса 1.

У ройство, может быть использовано в трех режимах исследования сил тре ния модели о грунт: определение сил трения при продольном перемещении грунта в оболочке, определение сия трения при возвратном угловом перемещении грунта относительно оболочки и определение сил трения при одновременном продольном и возвратном угловом перемещении грунта относительно оболочки.

945277

Формула изобретения

5 . 9 любом из режймов исследования сила нормального давления определяется как произведение давления грунта на боковую площадь той, посто янной для данного опыта, части модели,g которая контактирует с грунтом и ввиду равномерности распределения давления в обьеме грунта измеряются не.посредственно образцовым манометром.

Технико.-экономичес сие преимущества о устройства заключаются в повышении точности исследования материалов малой жесткости в оболочках при определении сил трения при продольно-вращательном движении образца грунта и воз- )s можности сокращении количества экспериментов.

1. Устроиство для исследования трения грунта, включающее стол со скобой, грунтовую кассету с моделью, гидрокамеры со штоками, механизм для создания сдвигающей нагрузки и регистрирующую аппаратуру, о т л и ч аю щ е е .с я тем, что, с целью повышения точности. исследования сил трения грунта с материалами малой жесткости, устройство снабжено корпусом и редуктором с кривошипом, на котором закреплен палец, а грунтовая кассета снабжена вертикальным кронштей" ном с пазом, в котором размещен палец . кривошипа, и установлена с возможностью вращения в корпусе.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что штоки гидрокамер жестко закреплены на скобе.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 321716, кл. G 01 N 3/10, 1970, 2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2775556/29-33, кл. Е 02 0 1/00, 1979 (прототип).

945277

17

Составитель P. Погосян

Редактор H. Бобкова Техредй. Надь Корректорф. Бутяга

Заказ 5276/39 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 8-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,