Установка для испытания грунта на сдвиг

 

Изобретение относится к облг1-и строительства и предназначено для модельных испытаний грунтов при инженерно-геологических изысканиях на подр абатываемых терр(иториях.Цель изобретения - расширение технологических возможностей установки путем обеспечения возможности ступенчатых раз

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (1) 4 С 01 И 3/24 33/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOIVlV СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

/У

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4138981/29-33 (22) 27 ° 10. 86 (46) 07.05.88. Бюл. Р 17 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.В.Лодус (53) 624 ° 131 ° 376 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1033634, кл. Е 02 D 1/ОО, 1982. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЬГГАНИЯ ГР.:-, :

НА СДВИГ (57) Изобретение относится к обла -и строительства и предназначено для .:;одельных испытаний грунтов при инженерно-геологических изысканиях на подрабатываемых территориях. Цель изобретения — расширение технологических воэможностей установки путем обеспечения возможности ступенчатых раз1394103 грузок деформированных образцов. В становке, включающей камеру 1 для образца грунта 2 со штампами 3-6 и механизмами их вертикального перемещения в виде винтов 7, последние соединены со штампами через торцовые кулачки 12 с винтовой профильной поверхностью с шагом, равным шагу резьбы соответствующих винтов 7, при этом кулачки 12 снабжены фиксаторами 15 для соединения со штампом или винтом

7. Винтовая профильная поверхность кулачков 12 обеспечивает неподвижИзобретение относится к области строительства, в частности к области исследований грунтов и горных пород на прочность и деформируемость при инженерно-геологических изысканиях.

Цель изобретения — расширение технологических воэможностей установки путем обеспечения ступенчатых разгрузок деформированного образца.

Иа чертеже представлена схема установки.

Установка содержит камеру 1 для образца 2 грунта, расположенный в ее нижней части ряд,штампов 3-6 с механизмами вертикального перемещения, включающими винты 7 с различными шагами резьб, гайки 8, неподвижные в осевом направлении, звездочки 9, соединенные с приводом 10 вращения цепной передачей 11, приспособление для создания пригруза на образце, регистрирующие приспособления (не показаны).

Штампы 3-6 соединены с винтами 7 посредством торцовых кулачков 12 с 25 винтовой профильной поверхностью 13 с шагом, равным шагу резьбы винтов, и выточкой 14. Звездочки 9 соединены с винтами 7 шпонками с возможностью вращения и осевого перемещения винтов. Гайки 8 застопорены от вращения, Кулачки 12 снабжены фиксаторами 15 для соединения со штампом или винтом.

Штампы 3-6 подпружинены в направлении их вертикального перемещения пружинами 16, находящимися в растя35 нуто состоянии. Приспособление для создания пригруза на образец выполненость штампов 3-6 при равномерном вращении и продольном перемещении винтов 7, т.к. шаг их поверхности равен шагу резьбы. Ступенчатая разгрузка наступает при совпадении прорезей 14 кулачков, после чего все повторяется. Со ступенчатой на непрерывную разгрузку установка переключается фиксаторами 15 на кулачках 12. Положительный эффект достигается эа счет расширения режимов нагружения, а следовательно, и полноты исследований грунтов. 1 ил. но в виде магистрали 17 для подачи воздуха или жидкости под давлением в камеру 1, сообщенной с компрессором.

Установка работает следующим образом.

Посредством компрессора через ма-,; гистраль 17 создают пригруз на образце 2 грунта, подавая жидкость или газ под давлением в пространство между крышкой камеры и поверхностью образца 2 грунта.

Для деформирования образца грунта устанавливают кулачки 12 так, что выступы их входят в выточки 14,Включают привод 10 и посредством цепной передачи 11 и звездочек 9 вращают винты 7 против часовой стрелки (для изображенного на чертеже профиля кулачков), предварительно установив фиксаторы 15 в положение, при котором кулачки 12 соединены с винтами 7. При вращении винты 7 перемещаются вверх (по чертежу) и деформируют образец 2 грунта посредством штампов 3-6, перемещающихся с различными скоростями в зависимости от шагов резьб винтов 7 и гаек 8. В зависимости от схемы соединения звездочек 9 цепной передачей

11 винты 7 могут вращаться и перемещаться в различных направлениях, что обеспечивает различное по направлению деформирование образца различными штампами.

После предварительного деформирования образца 2 грунта приступают к основному режиму работы установки — ступенчатой разгрузке образца 2 грунта, 1394103 меряют нагрузки и деформации образца 2 грунта известными приборами (не показано) и ведут визуальное и инструментальное наблюдение за поверхностью образца 2 грунта и его частями, прилегающими к стенкам камеры 1, для чего в стенках выполнены наблюдательные окна (не показаны), подобные окну в крышке камеры.

Для этого фиксаторы 15 устанав ливают в положение, показанное на чертеже, при котором кулачки 12 соединяются с соответствующими штампа- .

5 ми 3-6. Включают привод 10 и вращают винты 7 в обратном направлении.

При повороте винтов 7 происходит их осевое перемещение вниз, но эа счет того, что шаг винтовой поверхности 1р

13 кулачка 12 равен шагу резьбы соответствующего винта 7, штампы 3-6 при осевом перемещении винтов 7 остаются неподвижными до тех пор, пока выступ кулачка 12 штампа 3-6 не попа- 15 дет в выточку 14. В этот момент штамп под действием нагрузки со стороны образца 2 грунта и пружины 16 резко перемещается вниз на расстояние, равное глубине выточки 14. Происходит 2р скоростная разгрузка части объема образца 2 грунта, расположенной над данным штампом. В зависимости от взаимного разворота выточек 14 кулачков

12 осуществляется последовательная 25 разгрузка образца грунта по частям или одновременно по всему объему. При дальнейшем повороте винты 7 по-прежнему перемещаются вниз, штампы 3-6 остаются неподвижными до новой раз- 30 грузки. Так осуществляется ступенчатая разгрузка образца 2 грунта.

После выполнения заданного числа ступеней разгрузки образец 2 грунта вновь может быть подвергнут неравномерному деформированию, для чего фиксаторами 15 соединяют кулачки 12 с винтами 7, а привод вращают s обратном направлении. Программу нагружения и разгрузки образца 2 грунта выбира- 4р ют в соответствии с реальной схемой деформирования грунта. Скорость деформирования, частоту ступеней разгрузки регулируют скоростью вращения привода, величиной шагов винтов 7, 4< диаметрами звездочек 9. Величина опускания штампа при разгрузке задается глубиной выточки 14 для выступа кулачка 12. В процессе опыта изПредлагаемая установка позволяет исследовать поведение неравномерно деформированного объема грунта при ступенчатых разгрузках при послойной отработке полей шахт. Иоделирование таких процессов на образцах в лабораторных условиях позволит найти безопасные способы отработки месторождений под застроенной поверхнос тью, способы безопасного ведения добычных работ под водоносными горизонтами и другие способы эффективной и безопасной отработки месторождений подземным способом.

Формула изобретения

Установка для испытания грунта на сдвиг, содержащая камеру для образца, расположенный в ее нижней части ряд штампов, соединенных с механизмами вертикального перемещения в виде винтов с различным шагом резьбы, снабженных звездочками, связанными с приводом их вращения цепной передачей, приспособление для создания пригруза на образец и регистрирующие приспособления, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью расширения технологических возможностей установки путем обеспечения ступенчатых разгрузок деформированного образца винты соединены со штампами через торцовые кулачки с винтовой профильной поверхностью с шагом, равным шагу резьбы соответствующих винтов, при этом кулачки снабжены фиксаторами для соединения со штампом или винтом.

Составитель Л.Рябченков

Техред М.Иоргентал

Корректор О. Кравцова

Редактор Н.Тупица

Заказ 2213/39 Тираж 847

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4