Установка для компрессионных испытаний грунтов

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована для исследования физико-механических свойств грунтов при сжимании образцов под действием статических нагрузок. Сущность полезной модели в том, что нагружающее устройство установки выполнено в виде пневмоцилиндра, который закреплен на верхней плите установки. Шток поршня пневмоцилиндра взаимодействует со штоком поршня компрессионного прибора, в котором находится испытываемый образец грунта, а внутренняя полость пневмоцилиндра соединена с ресивером и с индикатором давления. Ресивер снабжен штуцером для подключения к нему насоса, который создает необходимое для испытания образца грунта давление в ресивере и во внутренней полости пневмоцилиндра. Нагружающее устройство может быть снабжено балансирным устройством, компенсирующим вес поршня пневмоцилиндра с целью исключения влияния его на результаты испытаний. Балансирное устройство может представлять собой, например, пружинный подвес штока пневмоцилиндра заранее определенной жесткости, связанный с верхней плитой установки.

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована для исследования физико-механических свойств грунтов при сжимании образцов под действием статических нагрузок.

Известна установка для испытания грунта в условиях компрессионного сжатия, содержащая компрессионно-фильтрационный прибор, механизм для вертикального нагружения образца грунта и устройство для измерения вертикальных деформаций образца грунта (ГОСТ 12248-96, п.5.4.2.2 и приложение К (Далее - ГОСТ).

Известны также компрессионные приборы и устройства для компрессионных испытаний грунтов, содержащие одометры с измерителями деформации грунта (по вышеупомянутому ГОСТу - компрессионные приборы), нагружающие устройства с приводами, механически связанные с одометрами (Авторские свидетельства СССР №№838514, 1186998, 1788144). Эти элементы конструкции являются общими для всех установок компрессионных испытаний грунтов и, таким образом, являются общими (ограничительными) и для заявляемой полезной модели. Кроме этого, данные приборы и устройства снабжены электронными и оптоволоконными системами для управления нагрузкой, передаваемой на образец грунта, находящийся в компрессионном приборе, а также для регистрации получаемых в процессе испытаний результатов.

Недостатками данных конструкций является наличие сложных систем управления нагрузкой и регистрацией результатов, что, в полевых условиях испытаний образцов грунта, чревато сбоями в этих системах и, соответственно, получением недостоверных результатов.

Задачей заявляемой полезной модели является упрощение конструкции установки для компрессионных испытаний грунтов.

Технический результат - обеспечение требуемой точности результатов испытаний грунтов в полевых условиях, что обеспечивается использованием внутренней полости нагружающего устройства в качестве стабилизатора давлении при осадке грунта.

Это достигается тем, что нагружающее устройство установки выполнено в виде пневмоцилиндра, который закреплен на верхней плите установки. Шток поршня пневмоцилиндра взаимодействует со штоком поршня компрессионного прибора, в котором находится испытываемый образец грунта, а внутренняя полость пневмоцилиндра соединена с ресивером и с индикатором давления. Ресивер снабжен штуцером для подключения к нему насоса, который создает необходимое для испытания образца грунта давление в ресивере и во внутренней полости

пневмоцилиндра. Нагружающее устройство может быть снабжено балансирным устройством, компенсирующим вес поршня пневмоцилиндра с целью исключения влияния его на результаты испытаний. Балансирное устройство может представлять собой, например, пружинный подвес штока пневмоцилиндра заранее определенной жесткости, связанный с верхней плитой установки.

Диаметры поршня компрессионного прибора и пневмоцилиндра для удобства определения сжимающего усилия на образец грунта могут быть выполнены одинакового диаметра, что позволит определять сжимающее усилие без пересчета, то есть по показаниям индикатора давления пневмоцилиндра.

Кроме этого, применение в качестве нагружающего устройства пневмоцилиндра, позволяет использовать его внутреннюю полость в качестве стабилизатора давления при осадке образца. Поскольку при проведении испытания осадка незначительная (не более 3 мм за цикл испытания), а результаты снимаются через определенные интервалы времени, лаборант посредством насоса будет иметь возможность корректировки давления на образец грунта без нарушения условий проведения испытаний.

Для приведения установки в исходное состояние пневмоцилиндр снабжен обратным выпускным клапаном, который соединяет его внутреннюю полость с атмосферой после проведения испытаний.

На фиг.1 представлен продольный разрез предлагаемой установки.

Установка состоит из основания 1, на котором устанавливается компрессионный прибор 2 с образцом испытываемого грунта. С основанием 1 жестко связана верхняя плита 3, на которой закреплен пневмоцилиндр 4 с поршнем 5 и уплотнением поршня 6. Пневмокамера 7 пневмоцилиндра 4 соединена с ресивером 8, с индикатором 9 и обратным выпускным клапаном 10. Поршень 5 пневмоцилиндра 4 через шток механически связан через резьбовой удлиннитель 11 и шарик 12 с поршнем компрессионного прибора 2. Торец штока поршня пневмоцилиндра 4 может быть подвешен к верхней плите 3 с помощью балансирного устройства 13. Ресивер 8 снабжен штуцером 14 для подсоединения к нему насоса.

Установка работает следующим образом.

На основание 1 устанавливается компрессионный прибор 2 с заложенным в нем образцом испытываемого грунта. На шток поршня прибора 2 устанавливается шарик 12, для центровки осей поршней прибора 2 и пневмоцилиндра 4. Далее, с помощью резьбового удлиннителя 11, устраняется зазор между поршнями прибора 2 И пневмоцилиндра 4. Установка готова для проведения испытания образца грунта.

Лаборант или автоматическая система управления создает необходимое давление, контролируемое индикатором давления 9, с помощью насоса, подсоединяемого к штуцеру 6, через ресивер 8 в пневмоцилиндре 4, после чего проводится испытание образца грунта по заданной программе. При снижении нагрузки на образец, контролируемой индикатором 9, лаборант или АСУ корректирует эту нагрузку, то есть на протяжении всего цикла испытаний нагрузка поддерживается постоянной.

Предлагаемая установка осуществлена заявителем в металле и работает, выполняя свои функции в соответствии с ГОСТ 12248-96.

1. Установка для компрессионных испытаний грунтов, содержащая основание с нагружающим устройством, отличающаяся тем, что нагружающее устройство выполнено в виде пневмоцилиндра, жестко связанного с основанием, и соединенного своей внутренней полостью с ресивером и индикатором давления.

2. Установка для компрессионных испытаний грунтов по п.1, отличающаяся тем, что поршень компрессионного прибора, установленного на основании, механически связан с нагружающим устройством.

3. Установка для компрессионных испытаний грунтов по п.1 или 2, отличающаяся тем, что поршни компрессионного прибора и пневмоцилиндра имеют одинаковые диаметры.

4. Установка для компрессионных испытаний грунтов по п.1, отличающаяся тем, что внутренняя полость пневмоцилиндра связана с атмосферой обратным выпускным клапаном.

5. Установка для компрессионных испытаний грунтов по п.1, отличающаяся тем, что торец поршня пневмоцилиндра снабжен резьбовым удлиннителем.

6. Установка для компрессионных испытаний грунтов по п.1, отличающаяся тем, что шток поршня пневмоцилиндра связан балансирным устройством с верхней плитой установки.