Способ испытаний образца грунта и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области строительства. Цель изобретения - расширение информативности испытаний и повышение точности определения прочностных и деформационных свойств грунта. Устройство для осуществления способа испытаний образца грунта содержит жесткое основание 1 со стойками 2, на которых установлена крышка . На основании 1 установлена рабочая камера, выполненная в виде прямой треугольной призмы, каждая из боковых граней которой состоит из набора жестких (стальных) 3 и деформируемых (резиновых) 6 элементов, поочередно нанизанных на тяги. Одним концом тяги закреплены в ребре 8, а другим - в поперечной планке 9, в которой установлен нажимной винт 10. Жесткие элементы 5 и ребра 8 камеры шарнирно соединены по торцам со звеньями параллелограммного механизма 11, у которого динамометрические звенья 12 двухповодковых групп оснащены тензопреобра ователями, а каждая боковая стенка оснащена измерителем горизонтальной деформации. При равномерном деформировании граней образца, помещенного в рабочую камеру, оси I главных напряжений (деформаций) можно поворачивать на любой угол в любом направлении при сохранении однородности напряженно-деформированного состояния внутри образца. 2 с.п. флы, 3 иЛ. (Л ю 1чЭ СП С щит г

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1422150 А1

5П 4 С 01 И 33/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4099823/29-33 (22) 26.05.86 . (46) 07.09.88. Бюл. Ф 33 (71) Научно-исследовательский сектор Всесоюзного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института "Гидропроект" им. С.Я.Жука (72) В.З. Хейфиц, И.Р. Петрашень, И.Э. Багиров и В.А. Шубин (53) 624.131.377(088,8) (56) Гольдштейн М.И. Механические свойства грунтов. — М.: Стройиздат, 1979,,с ° 232.

Авторское свидетельство СССР

Р 1078274, кл. G 01 N 3/24, 1982. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦА ГРУНТА

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области строительства. Цель изобретения— расширение информативности испытаний и повышение точности определения прочностных и деформационных свойств грунта. Устройство для осуществления способа испытаний образца грунта содержит жестксе основание 1 со стойками 2, на которых установлена крышка. На основании 1 установлена paGoчая камера, выполненная в виде прямой треугольной призмы, каждая из боковых граней которой состоит иэ набора жестких (стальных) 5 и деформируемых (резиновых) 6 элементов, поочередно нанизанных на тяги, Одним концом тяги закреплены в ребре 8, а другим — в поперечной планке 9, в которой установлен нажимной винт 10.

Жесткие элементы 5 и ребра 8 камеры шарнирно соединены по торцам со звеньями параллелограммного механизма

11, у которого динамометрические звенья 12 двухповодковых групп оснащены тензопреобра ователями, а каждая боковая стенка оснащена измерителем Ж горизонтальной деформации. При равномерном деформировании граней образца, помещенного в рабочую камеру, оси С

,главных напряжений (деформаций) можно поворачивать на любой угол в лю- Я бом направлении при сохранении однородности напряженно-деформированного состояния внутри образца. 2 с,п, ф1422150

Изобретение относится к строительству.

Целью изобретения является расши- рение информативности испытаний и по. вышение точности определения прочностных и деформационных свойств грунта.

На фиг. 1 представлено устройство для испытаний образца грунта, вид 10 сбоку, на фиг. 2 — то же, вид сверху, на фиг. 3 (а,б,в) - схема, поясняющая способ испытаний образца грунта.

Для наглядности представлейия тензора деформаций на Фиг. 3 (а,б,в) в 15 сечении изображена окружность, изменения которой при деформации позволяют оценить изменения направлений главных осей деформаций, совпадающих с главными осями эллипса; в кото- 2О рый деформируется окружность

Способ осуществляют следующим образом.

При равномерном деформировании грани х (фиг. 1 б) главная ось дефор- 25 маций I-I, перпендикулярная в этой грани и соответственно оси II-II па.раллельная ей, наклоняются на угол d.

При последующем деформировании грани у ось I-I продолжает наклонять- 3g ся (фиг. 1 в) и в случае равенства деформаций граней х и у становится параллельной грани z, т.е. плавно поворачивается на угол, равный углу между гранями z и у (Фиг. 1 а). Про" должая указанные операции оси главных деформаций (напряжений) можно поворачивать на любой неограниченный угол в любом направлении и испытывать образец грунта в форме прямой И1 трехугольной призмы при любых заданных деформациях, напряжениях и положениях главных осей деформаций и на", пряжений. При этом в кажцой точке внутри образца создаются условия однородного напряженно-деформированного состояния, Способ осуществляется с помощью устройства (фиг, 1 и 2).

Устройство для испытаний образца .грунта содержит жесткое основание

1 со стойками 2, на которых уставов" лена крышка 3. Основание 1 и крышка

3 снабжены податливыми в продольном направлении прокладками 4. На осно", 55 ванин 1 установлена рабочая камера, выполненная в форме прямой треугольной призмы. Каждая из боковых граней камеры выполнена из набора жестких (стальных) 5 и деформируемых (резиновых) 6 элементов, поочередно нанизанных на тяги 7. Одним концом тяги 7 закреплены в ребре 8, а.другим — в поперечной планке 9, в которой установлен нажимной винт 10.Причем каждое из ребер 8 имеет паэ, основание которого совпадает с осью шарнирного соединения, а винты 10 соединены с упорами, поперечное сечение опорной части которых имеет треугольную форму. Жесткие элементы

5 и ребра 8 камеры шарнирно соединены по торцам со звеньями параллелограммного механизма 11, у которого динамометрические звенья 12 двухповодковых групп оснащены тензопреобраэователями, каждая боковая стенка оснащена измерителем 13 горизонтальной деформации.

Устройство работает следующим образом.

В камеру устройства, установленного на основании 1, укладывают грунт, накрывают камеру крышкой 3. В соответствии с программой испытаний, вращая винты 10, деформируют образец грунта в направлениях, параллепьньж основаниям грунтовой призмы, а значения деформаций контролируют измерителями 13.

Между грунтом и стенками камеры возникают нормальные и касательные усилия, которые целиком воспринимают ся параллелограммными механизмами.

Кроме того, параллелограммные механизмы обеспечивают равномерность деформаций грунта вдоль стенок камеры, т.е. позволяют получить граничные условия, соответствующие однородному напряженному состоянию образца. Нормальные и касательные усилия, действующие на жесткие элементы 5, соединенные со звеньями 12 двухпзводковых групп, определяют по значениям сжимающих усилий в звеньях 12 группы и углу между ними.

Поперечный момент сил на жестком элементе 5, возникающий. от возможного неравномерного распределения по ширине элемента нормальных усилий, воспринимают тяги 7. По известным формулам, зная значения нормальных и касательных сил на границах образца, определяют значения главных напряжений и положения их осей.

Создание заданной аниэотропии прочностных свойств грунта и их учет

1422150 з на основании исследований зависимости прочностных свойств грунта от поворота осей главных напряжений позволяют сократить объемы каменно-земля- 5 ных полотин на 5-107. при повышении их надежности.

Формула изобретения

1. Способ испытаний образца грунта, включающий приготовление образца геометрической формы, регулируемое йагружение его граней и измерение на- 15 пряжений и деформаций, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения информативности испытаний и повышения точности определения прочностных и деформационных свойств грун-gg та, образец грунта выполняют в форме прямой треугольной призмы, а нагружение осуществляют равномерным дефору мированием каждой его грани в направлении, параллельном основаниям призмы.

2. Устройство для испытаний образца грунта, включающее рабочую камеру с боковыми гранями в виде набора жестких и эластичных элементов, основание, крышку и параллелограммный механизм со звеньями двухповодковых групп, отличающее с я тем, что, с целью расширения информативности испытаний и повышения точности определения прочностных и деформационных свойств грунта, устройство снабжено тягами, поперечными планками и нажимными винтами, рабочая камера выполнена в виде прямой треугольной призмы, при этом тяги расположены продольными осями параллельно основаниям и одним концом закреплены в угловом ребре боковой грани рабочей камеры, а другим — в поперечной планке, нажимной винт установлен между планкой и вторым ребром боковой стенки рабочей камеры, а звенья двухповодковых групп являются динамометрическими.

1422150 а

Составитель В. Врачев

Техред А.Кравчук

КоРРектоР В. сутяга

Редактор И. Шулла

Закаэ 4424/44

Тирах 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская чаб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4