Устройство для испытания грунтов в условиях трехосного сжатия

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсинк

Соцнавнстнческнн

Республик (1945280 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву(51 ) М. Кд.

Е 02 0 1/02 (22)Заявлено 14.11.80 (21)3004520/29 33 с присоелинениен заявки М(23) Приоритет—

3Ъеударстеенный квинтет

СССР. по пелен нзабретеннй н открытнй

Опубликовано 23. 07.82. Бюллетень №27

Дата опубликования описания 23. 07. 82 (53) УДК624.131, .376 5(088.8) (72) Автор изобретения

KlCOM9P.-;

° В тн.

В.Н. Караганов (Т1) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТОВ В УСЛОВИЯХ

ТРЕХОСНОГО СЖАТИЯ

Изобретение относится к строитель. ству, в частности к технике для определения физико-механических свойств грунтов, и может быть использовано при инженерно-строительных ис5 следованиях.

Известно устройство для определения прочности и деформируемости грунтов в условиях трехосного сжатия, включающее корпус, с помещенной внут-10 ри эластичной оболочкой, с испытуемым образцом, гидроприводом и измерительными приспособлениями (1 ).

Недостатками известного прибора являются невозможность доведения образца до разрушения в замкнутом объеме куба, низкая точность измерения деформаций из-за трудности учета формы искривления граней образца, трудность учета концентраций. напря- 20 жений на ребрах образца при данной системе нагружения.

Наиболее близким к преДлагаемому является устройство дпя испытания грунтов, включающий корпус с, эластичной оболочкой и штампами, образующими рабочую камеру, соединенную с источником давления, нагрузочное приспособление и оптическую систему (2).

Недостатками устройства являются отсутствие возможности создания однородного напряженного состояния в средней части образца и недостаточная точность его измерений.

Цель изобретения - повышение точности измерения деформаций в средней части образца грунта по трем главным направлениям.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для испы-,ания грунтов, включающем корпус с эластичной оболочкой и штампами,,образующими рабочую камеру, соединенную с источником давления, нагрузочное гриспо- . собление и оптическую систему, стенки корпуса выполнены из прозрачного материала, а рабочая камера снабжена

3 94g28 дополнительным нагрузочным приспособлением, выполненным в виде опорной скобы и установленных на боковых противоположных сторонах рабочей камеры -TBMrloB и сильфона, связанного одним концом со штампом, а другимс источником давления, причем опорная скоба обхватывает дополнительное нагрузочное приспособление, Плоские, прзрачные стенки рабочей 10 камеры позволяют вести без искажений оптические измерения деформаций средней, наиболее удаленной от штампов части образца по всем главным осям деформаций и наблюдать процесс дефор- 15 мирования и разрушения.

На фиг. 1 и 2 схематически изображено общий вид,устройство при произвольном виде напряженного состояния соответственно в вертикальной и горизонтальной проекциях, общий вид; на фиг. 3 - 5 - проекция образца грунта в резиновой оболочке с нагрузочными штампами, опорной скобой, с сильфоном и датчиками деформаций. о

Устройство состоит из корпуса 1 с плоскими, прозрачными стенками, в который помещается испытуемый образец в форме прямоугольного параллелепипеда 2, нижнего и верхнего днищ

3 и 4, стянутых болтами 5, пневмогидравлической системой 6 с образцовыми манометрами для создания и замера давления в рабочей камере 7 и сильфоне, нагрузочного устройства в виде рычажного пресса 8 для созда35 ния сжимающей либо растягивающей вертикальной нагрузки на образец, катетометра 9 с призмой Пехана 10 и зеркалом 11 для измерения всех

«о трех главных деформаций образца, датчиков деформаций в виде меток

12 и 13, нанесенных на резиновую оболочку образца несмываемой. тушью, датчиков 14 деформаций в виде приклеенных к резиновои оболочке обраэ45 ца марок, например из резины, опорной скобы 15 с сильфоном 16 и боковыми штампами 17, приклеиваемыми к оболочке образца. Для уменьшения сил трения между боковыми штампами и грунтом при вертикальном деформировании образца на соприкасаемые с образцом поверхности штампов 17 натягивается резиновая тонкая обо лочка 18, под которой укладывается в консистентной смазке слой откалиброванной стальной дроби 19. Вертикальная нагрузка на образец пеое0 4 дается от рычажного пресса через шток

20 и штамп 21 специальной конструкции. В рабочей камере образец устанавливается на неподвижный нижний штамп 22.

Для удержания опорной скобы 15 в проектном положении при зарядке прибора имеются регулируемые по высоте полочки 23 из эластичного материала, например резины.

Устройство работает следующим образом.

Образец грунта заданной плотности в резиновой оболочке устанавливают между, нижним 22 и верхним 21 штампами. На поверхность образца наносят метки 12 и 13 и приклеивают марки 14. Устанавливается в проектное положение опорная скоба 15. Оболочки 18, удерживающие стальную дробь 19, приклеиваются при этом к оболочке образца. Рабочая камера 7 заполняется жидкостью, например водой. Катетометром 9 измеряют рассто яние между метками 12 и, после поворота при помощи призмы Пехана 10 изображения датчиков на 90О - расстояние между метками 13. Расстояние между марками 14 измеряется также

Матетометром при визировании через призму Пехана 10 и зеркало 11 на концы этих марок.

При помощи пневмогидросистемы 6 в рабочей камере 7 и сильфоне 16 создается одинаковое гидростатиче" ское давление начального обжатия °

Вновь производится измерение расстояний между парами меток 12 и 13 и марок

14. Прикладывается дополнительная вертикальная нагрузка на образец с помощью пресса 8 через шток 20 и штамп 21. Давление в рабочей камере повышается. Давление в сильфоне остается постоянным, либо может понижаться. Таким образом, вертикальное давление по плоскости симметрии образца наибольшее, горизонтальное давление на свободной боковой поверхности образца — среднее и давление под боковыми штампами разгрузочной скобы - наименьшее.

После стабилизации деформаций от нагрузок вновь измеряются рассто" яния между метками и марками и т.д.

Образец доводится до разрушения.

Эффективность устройства заключается в существенном повышении точности измерений всех трех главных деформаций образцов оптическим пря9452

5 мым способом в средней, наиболее удаленной от штампов, его части, в значительном упрощении обработки результатов измерений, а также в более однородном напряженном состо- s янии грунта в средней, находящейся между датчиками деформаций, части образца. Последнее достигается уменьшением сил трения по контакту боковых штампов с грунтом при помощи cTBIlb ной дроби и удаления исследуемой средней части образца от всех штампов, передающих большее вертикальное и меньшее боковое давление на образец. Среднее давление передается 5 на образец водой через резиновую тонкую оболочку по свободной от штампов поверхности, по которой не могут действовать силы трения. Из-за удаленности исследуемой части образца 2î

Р от передающих нагрузку штампов практически отсутствует концентрация напряжений в ребрах этой части °

Как следствие этого, достоверность результатов исследований на предла- 25 гаемом приборе по сравнению с существующими значительно увеличивается.

Формула изобретения

Устройство для испытания грунтов в условиях трехосного сжатия, содержа-зр

80 6

Ф щее корпус с эластичной оболочкой и штампами, образующими рабочую камеру, соединенную с источником давления, нагрузочное приспособление и оптическую систему, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности измерений деформаций в средней части образца по трем главным направлениям, стенки корпуса выполнены багз прозрачного материала, а рабочая камера снабжена дополнительным нагрузочным приспособлением, выполненным в виде опорной скобы и установленных на боковых противоположных сторонах рабочей камеры двух штампов и сильфона, связанного одним концом со штампом, а другимс источником давления, причем опорная скоба обхватывает дополнительное нагрузочное приспособление.

И сточни ки информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССРМ )48914, кл. Е 02 0 1/00, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР, 571544, кл. Е 02 D 1/00, 1975 °

945280

Составитель В. Латушкин

Редактор Н, Бобкова Техред Е.Харитончик

Корректор A Ференц

Заказ 5276/39 Тираж 709

ВНИИПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, 1осква, 5-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ПЧП "Патент", г. Ужгород. ул. Проектная, 4