Устройство для исследования на моделях давления грунта на подпорные стенки и проверки устойчивости грунта в основании сооружений

 

¹ 126650

Класс 42k, 20

42k, 28

СССР у.-ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

P. Г. Мелешков и А. И. Калаев

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ HA МОДЕЛЯХ ДАВЛЕНИЯ

ГРУНТА НА ПОДПОРНЫЕ СТЕНКИ И ПРОВЕРКИ

УСТОЙЧИВОСТИ ГРУНТА В ОСНОВАНИИ СДОРУЖЕНИЙ

Заявлено 18 мая )959 г. за _#_o 628292/29 в Комитет по аслам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений> М 5 за 1960 г.

Изобретение относится к устройствам для исследования на моделях давления грунта на подпорные стенки и проверки устойчивости грунта в основании сооружений, состоящим пз лотка с грунтом, модели подпорной стенки и системы домкратов.

Известные аналогичные устройства позволяют определить только полное давление грунта на модель без распределения этого давления по поверхности модели и в частности без определения изменения давления по высоте модели.

В описанном устройстве этот недостаток устранен тем, что модель выполнена в виде жесткого каркаса, подьешенного к опорам на Горизо iтальных и вертикальных тягах и опирающегося внизу на домкрат, со щитками, расположенными один над другим с возможностью независимого перемещения каждого и поддерживаемыми, в свою очередь, горизонтальными и вертикальными тягами, снабженными тензометрами.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид сбоку; на фиг. 2 — разрез по АА па фиг. 1; на фиг. 3 — разрез по ББ на фиг. 1; на фиг. 4 — схематический продольный разрез по модели подпорной стенки; на фиг. 5 — разрез по ВВ на фиг. 4; на фиг. 6 — вид сбоку верхней опоры подпорной стенки; на фиг. 7 — разрез по ГГ на фиг. б.

Предлагаемое устройство представляет собою гметаллический лоток с грунтом со сплошным днищем и решетчатыми стенкамн, состоящими из вертикальных 1 и горизонтальных 2 ребер жесткости. Лоток устанавливается на основании 8, к которому крепится болтами. Решетчатые стенки лотка служат опорами для листов зеркального стекла.

Задняя торцовая стенка 4 изготовлена из листовой стали с-дверцей для выгрузки грунта. На задней стенке установлен редуктор 5 с червяЪЪ 12С)650 ко;,q и блоком для создания горизонтального тягового усилия с возможностью перестановки по высотс. В переднем торце лотка имеется диафрагма 6 жесткости с двумя круговыми вырезами для пропуска домкратов. К передним вертикальным ребрам жесткости крепятся на кронштейнах 7 и болтах 8 две ребристые плиты 9.

Кронштейны 7 позволяют разместить на них домкраты, а ребристые плиты 9 служа для них упорами. Домкраты используют для смещения стенки от грунта или к грунту.

К верхним горизонтальным ребрам жесткости 2 на болтах 10 крепится ребристая плита 11, которая создает упор для домкрата 12. Домкрат передает вертикальную нагрузку на модель фундамента при исследовании устойчивости грунта в его основании. Горизонтальная нагрузка создается редуктором с червяком.

В переднем торце лотка размещается модель подпорной стенки, состоящей из двух основных частей: жесткого каркаса И и измерительных щитков 14, воспринимающих давление грунта и передающих его посредством горизонтальных 15 и вертикальных 16 тяг на жесткий каркас, который, в свою очередь, передает давление на опоры. Размеры измерительных щитков по высоте подобраны из условия их равномерной загрузки.

Измерение бокового давления грунта на стенку с помощью измерительных щитков происходит следующим образом, Стойками 17 щитки упираются в горизонтальную траверсу 18, которая гайками удерживается на тяге 15. На противоположном конце тяги

15 насажена траверса 19 с подшипниками 20. Траверса 19 и подшипники 20 опираются на жесткий каркас модели стенки.

При давлении грунта на измерительный щиток он стремится сдвинуться по направлению давления. Такому перемещению препятствуют тяги 15. Смещение в горизонтальном направлении гнобого щитка, опирающегося на четыре тяги 15, может произойти только в результате растяже«ня тяг. Благодаря наличию на тягах подшипников 20 измерительные ц,итки могут свободно смещаться вверх и вниз, перекатываясь по жесткому каркасу, и поэтому тяги 15 воспринимают только растягивающие усилия.

Горизонтальные 15 и вертикальные 16 тяги протарированы и к ним прикреплены тензодатчики для измерения горизонтальной и вертикальнои составляющей бокового давления грунта на каждый щиток, и, следовательно, на всю стенку в целом. Таким образом предлагаемая конструкция модели подпорной стенки позволяет раздельно измерить как вертикальную, так и горизонтальную составляющие бокового давления грунта на каждый из измерительных щитков и проследить закон изменения нх величин по высоте стенки в зависимости от величин и вида смещения стенки.

Внизу модель подпорной стенки опирается на домкрат 21 с материалом, позволяющим измерить нижнюю опорну10 реакцию.

Верхняя опора состоит из следующих элементов: двух опорных щек

22, изготовленных из двух листов стали каждая. Щеки прикрепляются и верхнему горизонтальному ребру жесткости 2 лотка. В центре шеки имеют круговые вырезы, в которых размещаются съемные шариковые подшипники 23 оси 24 модели подпорной стенки. Подшипники 20 подвешены на двух вертикальных опорных тягах 25 и закреплены в горизонтальной плоскости двумя тягами 26. Тензодатчики, наклеенные на тяги

25 и 2б, позволяют измерить горизонтальную и вертикальную составляющие верхней опорной реакции стенки, вызванную давлением грунта.

¹ 26î50

При 11СГ!ытании модель подпорной cTQIIKEI может принимать нужный

EI3K loll. Подка IKolt II H 110TpBEI. IHIEttttltoit дом1 рата 21 11Н3 стенки мож11о переместить на заданную величину к грунту и;ш от грунта при фиксированном положении верха модели. Ко11струкцня верхней опоры позволяет смещать верх стенки поступательно, повора швая ее вокруг нижней 0110ры. С этой целью верхняя ось 24 модели насажена на каретку 27 с вмон.тированным внутри ее шариковым подшипником. Каретка снабжена подшипниками 28, на которых она свооодно перекатывается по горизонтальной полке хомута 29. Хомут крепится болтами к верхнему горизонтальному ребру жесткости лотка.

Поступательное смещение стенки осуществляется си11хронной подкачкой или потравливанием двух гидравлических домкратов, размеще:1ных на кронштеинах 7.

При необходимости вращать стенку вокруг нижней точки нижний домкрат остается неподвижным. Тяговое усилие создается редуктором 5 с червяком, если стенку необходимо перемещать к грунту, или талрепом — при отодвигании стенки от грунта.

Предлагаемая конструкция устройства позволяет: определить вертикальную и горизонтальную составляющие оокового давления грунта на модель подпорной стенки при ее поступательном смещении от грунта или к грунту, а также при поворотах стенки вокруг верхней или ни>кней опор в тех же направлениях; определить устойчивость грунта в основании сооружений в условиях плоской задачи; наблюдать и фотографировать перемещения частиц грунта в процессе проведения опытов, уменьшить искажающее влияние сил трения (практически до нуля), развивающихся на боковых стеклянных стенках лотка при перемещении грунта.

Предмет изобретения

Устройство для исследования иа моделях давления грунта на подпорные стенки и проверки устойчивости грунта в основании сооружений, состоящее из лотка с грунтом, модели подпорной стенки и системы домкратов, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью определения полного да .ления грунта и распределения этого давления по поверхности модели, она выполнена в виде жесткого каркаса, подвешенного к опорам на горизонтальных и вертикальных тягах и опирающегося внизу на домкрат, со щитками, расположенными один над другим с возможностью независимого перемещения каждого и поддерживаемыми, B свою очередь, горизонтальными и вертикальными тягами, снабженными тензометрами.