Устройство для определения сил трения между грунтом и конструкцией сооружения

 

Изоб{зетение относится к строительству и может быть использовано для определения сил трения между грунтом и заглубленными конструкциями сооружений при распространении в грунте сейсмических волн от импульсных нагрузок. Целью изобретения является повышение точности определения и приближение условий испытаний к натурным . Устройство содержит камеру 1 с подвижными 4 и неподвижными 5 стенками для размещения грунта 2 и модели конструкции 3, установленную на опорной плите 6, Нагрузочное приспособление выполнено в виде горизонтальной плиты 7 и приставки из верхних 8 и нижних 9 клиньев, установленных между опорной плитой 6 и горизонтальной плитой 7 с возможностью перемещения относительно друг друга. Горизонтальная плита 7 снабжена втулкой Г3,в которой установлены заглушка 14 и вкладьш 15 из материала с переменным модулем упругости. При нанесении удара по заглушке 14 происходит смещение вниз горизонтальной плиты 7 и верхних клиньев 8, что вызывает горизонтальное смещение нижних клиньев 9 и связанных с ними через динамометры 11 подвижных стенок 4, передающих динамическое нормальное давление на грунт 2. Динамическое сдвиговое усилие на модель конструкции 3 передается через заглушку 14, вкладыш 15 и динамометр I2. Изменением жесткости вкладьша 15 достигают различного темпа нагружения сдвигающей нагрузкой и различной величины нормального усилия в момент начала сдвига модели конструкции 3. Наклон торцовых поверхностей модели конструкции 3 и неподвижных стенок 5 камеры 1 наружу под углом к вертикали снимает трение между ними. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.: i (Л С rf 15 ел со DO СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А3 (51) 4 G 01 N 33/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 396938!/29-33 (22) 28.10.85 (46) 07.03.87. Бюл. И- 9 (72) В.Г. Архангельский, В.A. Козлов, С.А. Иванов и А.B. Суслов (53) 624.131.534(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !

1 - 321716, кл. G 01 И 3/10, 1970.

Авторское свидетельство СССР

У 573531, кл. Е 02 D 1/00, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛ

ТРЕНИЯ МЕЖДУ ГРУНТОМ И КОНСТРУКЦИЕЙ

СООРУЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к строительству и может быть использовано для определения сил трения между грунтом и эаглубленными конструкциями сооружений при распространении в грунте сейсмических волн от импульсных нагрузок. Целью изобретения является повышение точности определения и приближение условий испытаний к натурным. Устройство содержит камеру 1 с подвижными 4 и неподвижными 5 стенками для размещения грунта 2 и модели конструкции 3, установленную на опорной плите 6, Нагрузочное приспособление выполнено в виде горизонтальной плиты 7 и приставки из верхних

8 и нижних 9 клиньев, установленных между опорной плитой 6 и горизонтальной плитой 7 с возможностью перемещения относительно друг друга. Горизонтальная плита 7 снабжена втулкой

1З,в которой установлены заглушка 14 и вкладыш 15 иэ материала с перемен- ным модулем упругости. При нанесении удара по заглушке 14 происходит смещение вниз горизонтальной плиты 7 и верхних клиньев 8, что вызывает горизонтальное смещение нижних клиньев 9 и связанных с ними через динамометры 11 подвижных стенок 4, передающих динамическое нормальное давление на грунт 2. Динамическое сдвиговое усилие на модель конструкции Зпередается через заглушку 14, вкладьпп

15 и динамометр 12. Изменением жесткости вкладыша 15 достигают различного темпа нагружения сдвигающей нагрузкой и различной величины нормального усилия в момент начала сдвига модели конструкции 3. Наклон торцовых поверхностей модели конструкции

3 и неподвижных стенок 5 камеры 1 о наружу под углом 0>otal к вертикали снимает трение между ними. з.п. ф лы 3 ил, 1295339

Изобретение относится к строительству, в частности к устройствам для исследования физико-механических свойств грунта при его взаимодействии с сооружениями, и может быть использовано для определения сил трения между грунтом и заглубленными конструкциями сооружений, при распространении в грунте сейсмических волн от нагрузки в виде импульса.

1О

Цель изобретения — повышение точности определения и приближение условий испытаний к натурным.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 2.

Устройство включает камеру 1 для размещения грунта 2 и модели конструкции 3 с подвижными 4 и неподвижными 5 стенками, установленную на опорной плите 6, имеющей прорезь под модель конструкции 3, нагрузочное приспособление в виде горизонтальной

25 плиты 7 и приставки из верхних 8 и нижних 9 клиньев, фиксаторы 10 горизонтального смещения верхних клиньев 8 и приборы для измерения нормальных и сдвиговых усилий — динамометры 11 и 12 соответственно. ГоЗО ризонтальная плита 6 имеет втулку 13 с заглушкой 14 и вкладышем 15, Камера l снабжена крьппкой 16 и зажимами

17 для фиксирования ее на опорной плите 6.. Динамометр 12 установлен в нижней части втулки 13 с зазором относительно заглушки 14 для размещения вкладыша 15, выполненного из материала с дискретно-переменным модулем упругости, например резины или стали. Неподвижные стенки 5 камеры установлены на опорной плите 6 с уко лоном наружу под углом 0 <х. <1 к вертикали. Торцы модели конструкции 3, соприкасающиеся с неподвижными стенками 5, имеют тот же уклон, что снимает трение межцу ними.

Устройство работает следующим образом. ! 50 камеру (без крышки 16) со вспомогательным сплошным днищем (не показано) устанавливают модель конструкции 3 и слоями укладывают грунт

2 с заданной плотностью и влажностью.

При этом поверхность контакта модели конструкции 3 с неподвижными стенками 5 покрывают слоем технического вазелина. После снятия вспбмогательного днища камеру закрывают крьппкой 16, фиксируют тягами и зажимами

17 на опорной плите 6.

Затем устанавливают обе пары клиньев 8 и 9, динамометр 11, фиксаторы

10 и динамометр 12. На верхних клиньях 8 закрепляют горизонтальную плиту 7. Предварительно путем перемещения по резьбе заглушки 14 и укладки под нее опорных шайб добиваются необходимой величины зазора между динамометром 12 и заглушкой 14 для установки вкладыш а. 15 нужной высоты и жесткости.

Смещением фиксаторов 10 обжимают грунт на контакте с моделью конструкции 3 до величины природного бокового давления. После импульсного воздействия, например удара копра по заглушке 14, происходит вертикальное смещение горизонтальной плиты 7 и верхних клиньев 8 вниз, что, ввиду наличия фиксатора 10 вызывает горизонтальное смещение нижних клиньев 9 в сто— рону динамометра ll и подвижных стенок 4. Через эти детали на грунт передается динамическая нормальная сила, а на контакте грунта 2 и модели конструкции 3 создается равномерно распределенное динамическое нормальное давление. Под действием этого давления происходит обжатие грунта 2 и уменьшение его толщины. Сдвиговую нагрузку после воздействия передают на модель конструкции 3 заглушкой 14 через вкладыш 15 и динамометр 12.

Изменением высоты вкладыша 15 (зазора при его отсутствии) регулируют величину нормального давления в момент нагружения модели конструкции 3 динамической сдвигающей нагрузкой.

При непосредственном контакте заглуш— ки 14 и динамометра 12 через вкладыш

15 обе нагрузки прикладываются одновременно и сдвиг модели конструкции

3 по грунту 2 происходит в условиях повышающегося нормального и сдвигающего усилий.

При отсутствии вкладыша 15 (нулевой жесткости), вначале происходит динамическое обжатие грунта 2 нормальной силой, а после смещения горизонтальной плиты 7 вниз на высоту зазора начинается динамическое нагружение модели конструкции 3 сдвигающим усилием.

В случае применения вкладьппей 15 с модулем упругости, отличным от мо1295339

Щг.8 вериг.Я

ВНИИПИ Заказ 613/52 Тираж 7?7 Подписное

Произв-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 дуля упругости металла, достигают различного темпа нагружения касательными напряжениями.

Ограничивая величину вертикального смещения горизонтальной плиты 7, получают нужную величину максимальной нормальной силы. Применение устройства позволяет повысить точность, приблизить условия испытаний к натурным путем изменения режима и скорости нагружения модели конструкции сдвигающей силой, за счет конструктивного выполнения нагрузочного приспособления с применением вкладышей различной жесткости и высоты, а также снятия трения между неподвижными

cTpHKGMH K Me b H моделью конструкции.

Ф о р и у л а изобретения

1. Устройство для определения сил трения между грунтом и конструкцией сооружения, включающее камеру для размещения грунта и модели конструкции с подвижными и неподвижными стенками, установленную на опорной плите с прорезью под модель конструкции, нагрузочное приспособление, приборы для измерения сдвиговых и нормальных усилий, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения. точности определения и приближения условий испытаний к натурным, нагрузочное приспособление выполнено в виде горизонтальной плиты и приставки иэ верхних и нижних клиньев, установленных с возможностью перемещения относительно друг друга, а опорная плита выполнена с направляющими для размещения нижних клиньев, при этом горизонталь- ная плита снабжена втулкой с разме-: щенными в ней заглушкой и вкладышем и оперта на верхние клинья, установленные с возможностью фиксирования зонтального см щения a ние клинья через приборы для измерения нормальных усилий взаимодействуют с подвижными стенками камеры, причем прибор для измерения сдвигающих уси2О лий установлен в нижней части втулки с зазором относительно заглушкй для размещения вкладыша, выполненного из материала с дискретно-перемен25 ным модулем упругости, а подвижные стенки камеры установлены на опорной плите с уклоном наружу под углом ,0><61 к вертикали.

2. Устройство по п ° 1, о т л и

ЗО ч а ю щ е е с я тем, что вкладыш выполнен из резины или стали.