Прибор для испытания грунтов

 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при инженерно-геологических исследованиях грунтов в трехосном сжатии. Цель изобретения - расширение диапазона исследований. Прибор включает каркас 1, на котором смонтировано шесть одинаковых узлов, включающих съемные плиты 2, на которых через шариковые опоры с сепараторами 10 закреплены поршни 4 со штоками 5 и манжетами 6. Поршни снабжены преобразователями давлений в электрический сигнал, выполненными в виде мембран 14, связанных жидкостью в полостях 11 с упругими элементами 16 с тензодатчиками 17. Штоки 5 поршней 4 снабжены ходовыми гайками 23 и 24, связывающими поршни со стаканами 7. В штоках 5 устроены каналы, связывающие полости стаканов 7 с источниками давления жидкости или газа, а штоки контактируют с индикаторами 25 перемещений. На стаканах 7 имеются также тарели 8, связанные через регулировочные болты 22 и кольцевые упоры 20 с плитами 2. Перед началом исследований поршни устанавливаются в исходное положение и между ними размещается грунт. Затем нагружение грунта осуществляется либо заданными напряжениями путем подачи давления в стаканы 7, либо заданными деформациями, обусловленными вращением гайки 23. По разным осям могут одновременно задаваться разные режимы, что позволяет более полно обследовать механические свойства грунтов. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Б. Ь 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4263714/23-33 (22) 06. 04, 87 (46) 15,09.89. Бюл, ?1- 34 (71) Проектный и научно-исследовательский институт "Донецкий Промстройниипроект" (72) Э.Я.Гонский, Р,А.Мезенцев, И.Г.Альтман, Л,Г.Мариупольский, А.Л.Крыжановский и А,Н.Труфанов (53) 624.376.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 990955, кл. E 02 D 1/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Р 1073372, кл, Е 02 D 1/00, 1984. (54) ПРИБОР ДЛЯ ИСПЬПАНИЯ ГРУНТОВ (57) Изобретение относится к строителвству H может быть использовано при инженерно-геологических исследованиях грунтов в трехосном сжатии, Цель изобретения — расширение диапа" зона исследований. Прибор включает каркас, на котором смонтировано шесть одинаковых узлов, включающих съемные плиты, на которых через шариковые опоры с сепараторами закреп-

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при инженерно-геологических исследованиях грунтов в трехосном сжатии.

Цель изобретения — расширение диапазона исследований.

На фиг. 1 представлен прибор, общий вид; на фиг. 2 — фрагмент одной из шести (одинаковых) стенок прибора, „„SU„„5 147 А1 (511 4 G 01 N 33/24 3/10

2 лены поршни со штоками и манжетами, Поршни снабжены преобразователями давлений в электричесий сигнал, выполненными в виде мембран „связанных жидкостью в полостях с упругими элементами с тензодатчиками, Штоки поршней снабжены ходовыми гайками, связывающими поршни со стаканами. В штоках устроены каналы, связывающие полости стаканов с источниками давления жидкости или газа, а штоки контактируют с индикаторами перемещений. На ста— канах имеются также тарели, связанные через регулировочные болты и кольцевые упоры с плитами. Перед началом исследований поршни устанавлиф ваются в исходное положение, и между .ними размещается грунт. Затем нагружение грунта осуществляется либо за данными напряжениями путем подачи давления в стаканы, либо заданными деформациями, обусловленными враще- 2 нием гайки, По разным осям могут одновременно задаваться разные режимы,. что позволяет более полно обследовать ©Д механические свойства грунтов, 2 ил.

Прибор содержит корпус, состоящий из йространственного каркаса 1, съемных плит 2, связанных с каркасом болтами 3, поршней 4 со штоками

5 и манжетами 6, собранных внутри стаканов 7 и выполненных с квадратной рабочей поверхностью. Стаканы 7 поршней снабжены тарелями 8 и регулировочными гайками 9, Между контактирующими поверхностями съемных

147

10

20

30

40

50

3 1508 плит 2, стаканов 7 и тарелей 8 установлены сепараторы 10, Головки поршней 4 содержат полости 11, расположенные на торце, и полости 12, расположенные на боковой поверхности и соединенные каналами

13, Полости 11 перекрыты мембранами

14 с кольцевыми выточками 15, а полости 12 — мембранами 16, выполненными в виде упругих элементов, на которых установлены тензодатчики 17 с кабелями 18, соединенными с измерительными устройствами (не показаны).

На мембранах 14 расположены прокладки 19 из пластичного материала с низким коэффициентом трения, например из скользкой резины, На съемных плитах 2 закреплены кольцевые упоры

20, расположенные с зазором 2) относительно тарелей 8, с болтами 22, установленными равномерно по контуру упора, Штоки 5 поршней 4 снабжены приводом, состоящим из ходовых гаек

23 и 24, размещенных на хвостовике стаканов 7 и штоке 5. На тарелях 8 закреплены кронштейны (He показаны) с индикаторами 25 часового типа, Между индикаторами 25 и штоками 5 поршней 4 установлены штуцеры 2б, Исследуемый образец грунта показан позицией 27, Позицией 28 показан зазор, позицией 29 — рабочая камера, а позицией 30 — отверстие в съемной плите 2 °

Прибор работает следующим образом, Через отверстия в штоках 5 рабочую жидкость под давлением подают в камеру 29, под воздействием которого каждый из поршней 4 перемещается вдоль собственной оси и нагружает образец 27 грунта. При этом каждый из поршней 4 скользит по двум другим, примыкающим к нему поршням, и под действием этих же поршней совместно со стаканами 7 сдвигается в своей плоскости. Возможность перемещения поршней 4 и стаканов 7 в плоскости съемных плит 2 корпуса обеспечивается за счет зазоров 21 и 28 и отверстий 30 в съемных плитах 2.

При проведении исследований в режиме заданных деформаций перемещения поршней задаются вращением ходовой гайки 23, Устройство в головке поршня заполненных несжимаемой жидкостью и сообщающихся между собой полостей, оснащенных мембранами и снабженных тензодатчиками„ позволяет определить при произвольных схемах испытаний фактические нагрузки на образец грунта за счет исключения погрешностей, вызванных влиянием трения в подвижных соединениях и в местах соприкосновения поршней одного с другим.

Соотношение диаметров упругого элемента и цилиндрической полости

S„3 3 9 — обеспечивает необходиs2 1 1 мую точность измерений при изменении уровня задаваемых в различных опьггах нагрузок на образец грунта, Кольцевые упоры, расположенные с зазорами относительно тарелей и снабженные по контуру болтами, обеспечивают возможность начальной (перед испытаниями) установки с необходимой точностью поршней в плоскости плит и поддержания минимально допустимой величины зазора между поверхностями соседних поршней при испытаниях образцов грунта на сдвиг в условиях пространственного напряжения состояния.

Ходовые гайки, расположенные на хвостовике стакана и штоке поршня, позволяют с любой точностью располагать поршни в направлении их продольных осей и одновременно фиксировать положение поршней в случае подготовки образцов грунта к испытаниям непосредственно в приборе и при испытаниях образцов грунта в режиме заданных деформаций, например при изучении релаксации.

Предлагаемый прибор позволяет точнее определять напряженное и деформированное состояние образца грунта под нагрузкой в процессе испытаний и, как следствие этого, точнее устанавливать закономерности, характеризующие изменение его объема, формы и прочности в условиях сложного напряженного состояния, Повышению достоверности определения указанных закономерностей способствует также возможность испыгания образцов грунта в режимах заданных напряжений и заданных деформаций, так как в этом случае возможен взаимный контроль результатов испытаний. Указанные преимущества предлагаемого прибора обуславливают получение более точных моделей грунта, используемых при расчетах, что, в свою очередь, споf508147 фиг,J собствует повышению достоверности определения характера распределения напряжений и деформаций, областей предельного состояния в массиве грунт ов основ ания, и сл е дов ат ел ьно, повышению достоверности инженерного прогноза несущей способности оснований проектируемых зданий и сооружений, надежности и экономической обо- )p сиованности принимаемых технических решений.

Формула изобретения

Прибор для испытания грунтов, включающий корпус из пространствен ного каркаса и съемных плит с пазами для штоков поршней, выполненных с квадратной рабочей поверхностью, взаимодействующей с рабочей поверхкостью соседних поршней, стаканы поршней, снабженные тарелями, регулировочными гайками и сепараторами, контактирующими с тарелями, стаканамн и съемными плитами, нагруэ очные и измерительные приспособления, о тличающийся тем, что, сцелью расширения диапазона исследований, головка поршня снабжена преобразователем давления в электрический сигнал, привод поршня выполнен в виде двух взаимодействующих одна с другой ходовых гаек, одна из которых навйнчена на хвостовик стакана, а другая — на шток поршня, а съемные плиты выполнены с кольцевым упором, расположенным в одной плоскости с тарелью с возможностью регулирования положения поршней относительно упора.

1508147

Со ст авит ель Л. Рябченков

Техред И.Верес Корректор С.Черни

Редактор Ю.Петрушко

Заказ 5535/47 Тираж 789 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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