Прибор для определения реологических свойств грунтов

 

Изобретение относится к области строительства ,в частности, к исследованиям свойств грунтов при геоизысканиях. Цель изобретения - повышение точности определения реологических характеристик грунта, расширение диапазона исследований и снижение трудоемкости исследований. Цель достигается тем, что прибор для определения реологических свойств грунтов, состоящий из станины 1, на которой установлена рабочая камера 2 с грунтом, снабжается дополнительными рифлеными пластинами 5 с датчиками усилий и приводом от системы зубчатых передач. В ортогональной к пластинам 5 плоскости установлены устройства для измерения толщины пограничного слоя, выполненные в виде тензопластин 18, установленных с зазором между собой на ригелях Г-образных рам 17. Кроме того, передняя стенка рабочей камеры снабжена вертикальными створками с компенсирующими боковое давление грузами. При включении привода рифленых пластин 5 они перемещаются с различной скоростью, а створки приоткрываются, выпуская грунт вместе с пластинами. Измеряют усилия протяжки и толщину пограничного слоя, по которым определяют реологические характеристики грунта. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) (51) 4 G 01 N 33/24 11/10 и;;-;т;;-, „, F

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

19!

Е И

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР (21) 4243053/29-33 (22) 13.05.87 (46) 23.05.89. Бюл. N - 19 (7 1) Ленинградский инженерно-строительный институт и Всесоюзный научноисследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового Океана .(72) В.Н.Бронин, Я.В.Неизвестнов и А.А.Ананьев (53) 624-131-43 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 297904, кл. G 01 N 11/10, 1969.

Авторское свидетельство СССР

Ф 757923, кл. С 01 И 11/10, 1978. (54) ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГРУНТОВ (57) Изобретение относится к строительству, в частности к исследованиям свойств грунтов при геоизысканиях.

Цель изобретения — повьппение точности определения реологических характе-. ристик грунта, расширение диапазона исследований и снижение трудоемкости исследований. Цель достигается тем, что прибор для определения реологических свойств грунтов, состоящий из станины 1, на которой установлена рабочая камера 2 с грунтом, снабжается, дополнительными.рифлеными пластинами

5 с датчиками усилий и приводом от системы зубчатых передач. В ортого« нальной к пластинам 5 плоскости установлены устройства для измерения толщины пограничного слоя, выполненные в виде тензопластин 18, установленных с зазором между собой на ригелях

Г-образных рам 17. Кроме того, перед няя стенка рабочей камеры снабжена вертикальными створками с компенсирующими боковое давление грузами.

При включении привода рифленых пластин 5 они перемещаются с различной скоростью, а створки приоткрываются, выпуская грунт вместе с пластинами.

Измеряют усилия протяжки пластины и толщину пограничного слоя, по которым.определяют реологические характеристики грунта. 1 з. и. ф-лы, 5 ил.

1481683

Изобретение относится к строительству, в частности к исследованиям свойств грунтов при геоизысканиях.

Цель изобретения " повышение точ5 ности определения реологических характеристик грунта, расширение диапазона исследований и снижение трудоемкости исследований.

На фиг.1 показан прибор,вид сбоку; п на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 — - разрез Б-Б на фиг.2, рабочая камера; на фиг.4 — разрез В-В на

Фиг,2; на фиг.5 — разрез Г-Г на фиг. 2. !5

Прибор состоит из станины 1, на которой установлена рабочая камера 2, заполненная грунтом 3, с крьш|кой 4 и рифлеными пластинами 5, которые соединены с датчиками 6 усилий и пере- 20 мещаются в продольных направляющих опорах 7 при помощи тяговых тросов

8, соединенных со шкивами 9. Послед-, ние расположены на ведомых валах 10 и стопорятся при помощи фиксаторов

11. Ведомые валы 10 посредством системы 12 зубчатых передач соедине" ны с ведущим валом 13, который приводится в движение электродвигателем

14. Валы 10 и 13 установлены на опо- 30 рах 15.

Внутри рабочей камеры 2 перед боковыми поверхностями пластин 5 смонтированы устройства для измерения толп1ины пограничного слоя, выполненные в виде Г-образной рамы с тензометрическими пластинами. Стойка рамы 16 жестко закреплена на днище рабочей камеры 2. Ригель рамы 17 установлен перпендикулярно к боковой по- 40 верхности рифленой пластины 5. Тенэометрические пластины выполнены в виде прямоугольных упругих пластин 18 с установленными на них тензометрическими датчиками 19 перемещения.

Пластины 18 консольно закреплены на ригеле 17 с зазором между ними, при этом плоскости наибольшей жесткости пластин 18 перпендикулярны направлению движения рифленой пластины 5.

Измерительные устройства толщины пограничного слоя установлены рядом с пластинами 5 так, что пластины 18 находятся на разных расстояниях от боковых поверхностей пластин 5.

Рабочая камера 2 в местах выхода рифленых пластин 5 снабжена раскрывающимися в стороны створками 20, посаженными на шарниры 21. На каждой, створке 20 установлена вертикальная рейка 22, которая посредством троса

23, проходящего через блок 24 на стойке 25, соединена с компенсирующим боковое давление грузом 26.

Стойка 25 установлена на продольной направляющей опоре 7.

Тензометрические датчики 19 перемещения подключены к измерительной и регистрирующей аппаратуре 27.

Прибор работает следующим образом.

Станина 1 прибора устанавливается в горизонтальное положение. Створки

20 на шарнирах 21 рабочей камеры 2 закрываются и фиксируются от поворота грузами 26 (величина которых может быть найдена при тарировке) при помощи вертикальных реек 22, тросов 23, блоков 24 и стоек 25. Через пазы в боковой стенке и через прорези в створках 20 рабочей камеры 2 рифленые пластины 5 устанавливаются в направляющие опоры 7. На передние торцы пластины 5 устанавливаются датчики 6 усилий, которые при помощи тяговых тросов 8 соединяются со шкивами 9 приводного механизма, фиксаторами 11 закрепленными на ведомом валу 10. В рабочую камеру 2 по обеим

C сторонам от пластин 5 равномерно укла-цывается исследуемый грунт 3. Рабочая камера 2 закрывается крышкой 4.

Деформируемый слой грунта (пограничный. слой) фиксируется при помощи измерительных устройств, которые работают следующим образом.

Слои грунта, движущиеся с различными скоростями в зоне пограничного слоя, возникающие при сдвиге рифленой пластины 5 в грунте 3, изгибают пластины 18 на ригеле 17. Это приводит к изменению омических сопротивлений в тензометрических датчиках 19 перемещений и силы тока в цепи, которая измеряется и регистрируется агрегатом 27 °

Затем включается электродвигатель

14, который через ведущий вал 13 на опорах 15, систему 12 зубчатых передач, ведомые валы 10, шкивы 9, трос

8 приводит в движение с различными скоростями по направляющим опорам 7 рифленые пластины 5. При перемещении в грунте 3 рифленых пластин 5 створки

20 приоткрываются, не препятствуя развитию однородного напряженного состояния грунта. Тензоэлемент 6 изме1481683 ряет усилие в тросе 8, а измерительные устройства толщины пограничного слоя — величины скоростей потока грунта 3 в пограничном слое.

Все потенциометрические датчики

19 перемещений подключены к агрегату

27 сбора данных, который преобразует в цифровой код и записывает на компакт-кассету сигналы первичных преобразователей, Преимущества предлагаемого прибора для определения реологических свойств грунтов перед известным зак-.. лючаются в том, что при использовании его в практике инженерно-геологи1, ческих изысканий можно с большей точностью определить величины реологических свойств океанских грунтов (— коэффициент вязкости, с — предел текучести), а также расширить диапазон исследования этих грунтов (дополнительно определяется 3 — толщина пограничного слоя грунта) и снизить тру,доемкость испытаний. 25

Наличие в рабочей камере прибора нескольких рифленых пластин, перемещение которых осуществляется при помощи приводного механизма, имеющего систему зубчатых передач, с различными скоростями, позволяет на одном образце грунта ненарушенного сложения определять реологические параметры, что снижает трудоемкость испытаний.

Конструкция стенки рабочей камеры в виде раскрывающ ся створок с ко ен- 35 сирующим грузом не препятствует распространению однородного напряженнодеформированного состояния грунта при сдвиге рифленых пластин. Это также повышает точность определения реологических параметров.

Формула и э о б р е т е н и я прибор для исследования реологических свойств грунтов, содержащий рабочую камеру для размещения грунта с рифленой пластиной, привод ее перемещения с тросом и датчиком усилия при перемещении, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности определения реологических характеристик грунта, он снабжен приспособлением для измерения толщины пограничного слоя, выполненным в виде Г-образных рам, на ригеле которых смонтированы тенэометрические пластины одинаковой длины и жесткости, при этом тензометрические пластины консольно закреплены на ригелях рам с зазорами в плоскости, перпендикулярной оси рифленой пластины, а передняя стенка рабочей камеры выполнена с шарнирными створками, снабженными компенсаторами бокового давления.

2. Прибор по п. 1, о т л и ч а þшийся тем, что, с целью расширения диапазона и снижения трудоемкости исследований, он снабжен дополнительными рифлеными пластинами с приспособлениями для измерения толщины пограничного слоя и приводом от общего вала через зубчатые пары с pasличным передаточным числом шестерен.1481683 и м z

r в s

Qc/Ф. 2

И

21 гХ

22 2! 25 и

Составитель Л.Рябченков

Техред М.Дидык Корректор Э.Лончакова

Редактор А. Козориз

Заказ 2682/46 Тираж 790 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101