Способ испытания грунта на сдвиг

 

Изобретение относится к инженерно-геологическим исследованиям для строительства и касается испытания грунтов на сдвиг. Цель изобретения - повышение точности и достоверности результатов испытаний. При испытании образца грунта, размещенного в срезывателе, к нему прикладывают непрерывное сдвигающее усилие через упругий элемент, являющийся силоизмерителем. Предварительно подбирают площадь А поперечного сечения упругого элемента в зависимости от максимальной сдвигающей силы NMBKC. максимальной относительной деформации упругого элемента емакс , его модуля упругости Е и точности измерения силы N0 и деформации ЕО измерительной аппаратурой из соотношения макс Е А ---. смакеЈо При передаче усилия через упругий элемент с подобранной таким образом площадью поперечного сечения обеспечивается постоянная скорость сдвига. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з 6 01 N 3/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4655033/33 (22) 01.12.88 (46) 15.09.91. Бюл. N. 34 (71) Вильнюсский инженерно-строительный институт (72) А-А.А.Аликонис и Й.И.Амшеюс (53) 624.131,37 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1196449, кл. Е 02 0 1/00, 1989.

Инструкция по эксплуатации устройства для записи результатов, получаемых при работе со сдвиговым прибором СПФ-2 Межмонтажспецстрой, М., 1974. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТА НА

СДВИГ (57) Изобретение относится к инженерно-геологическим исследованиям для строительства и касается испытания грунтов на сдвиг.

Цель изобретения — повышение точности и

Изобретение относится к инженерногеологическим исследованиям для строительства и может быть использовано для исследования прочностных свойств грунта.

Цель изобретения — повышение точности и достоверности результатов испытания.

На чертеже дана схема прибора для осуществления предлагаемого способа.

Прибор содержит электродвигатель 1, редуктор 2, упругий элемент 3 с наклеенными на нем тензодатчиками 4, срезыватель 5 и самописец-графопостроитель 6. Прибор установлен на рабочем столе 7.

Способ осуществляют следующим образом.

Предварительно подбирают площадь поперечного сечения упругого элемента для

„„сЫ„„ l 677578 A 1 достоверности результатов испытаний. При испытании образца грунта, размещенного в среэывателе, к нему прикладывают непрерывное сдвигающее усилие через упругий элемент, являющийся силоизмерителем, Предварительно подбирают площадь Апоперечного сечения упругого элемента в зависимости от максимальной сдвигающей силы

Имакс, максимальной относительной деформации упругого элемента емакс его модуля упругости Е и точности измерения силы Мс и деформации с0 измерительной аппаратурой из соотношения (Е А <

Ммакс No смакс со

При передаче усилия через упругий элемент с подобранной таким образом площадью поперечного сечения обеспечивается постоянная скорость сдвига. 1 ил. передачи сдвигающего усилия на грунт исходя из условия возл1ожности надежной и стабильной фиксации минимального значения силы и условия сохранения заданной скорости.

Иэ первого условия площадь попереч— ного сечения упругого элемента (А) подбирают исходя из величины минимальной силы (котору. о определяет точность эксперимента) и возможности фиксации этого значения с помощью тензорезисторов и измерительных приборов.

Например, если нужно измерить предельное значение сопротивления срезу грунта (т, = 50 кПа} с точностью 5% Л Г =

=2,5 кПа, при поперечной, площади срезаел1ого образца 0,004 м величина минимального значения силы Мс = 10Н, Минимальное зна3

1677578 чение относительных деформаций упругого элемента с наклеенными тенэорезисторами, которое может фиксироваться с помощью распространенных измерительных приборов, ео = 1 10 . Модуль упругости стали, на которой наклеены тензорезисторы, Е 2.10 МПа. Длина упругого элемента исходя из конструктивных требований = 0,1 м.

Из зависимости о= Е е, связывающей деформации и напряжения, и принимая со= Мо/А и r = Ь !/!. где Ь вЂ” изменение длины упругого элемента, получают

А о 0 5см

Nо i0 10

10 . 1 ° 10

Таким образом, площадь поперечного сечения упругого элемента должна быть меньше 0,5 см, Если А > 0.,5 см, стабильно измерить силу с помощью тензорезисторного преобразователя невозможно, Поэтому принимают

А<

Е со

Из второго условия площадь поперечного сечения упругого элемента подбирают исходя из обеспечения (c заданной точностью) равенства скоростей толкателя и подвижной каретки срезывателя, так как упругий элемент находится между толкателями и подви>кной кареткой срезывателя и передает на последние усилие. От действия усилия изменяется длина упругого элемента, поэтому скорости толкателя и подвижной каретки срезывателя различные, Чтобы обеспечить постоянную с заданной точностью скорость среза грунта, подбирают площадь упругого элемента исходя из максимальной силы и допускаемой деформации упругого элемента.

Например, максимальная сила, которая может быть передана на упругий элемент во время испытания, Имакс = 10000 Н. Уменьшение длины упругого элемента не должно превышать 0,1 мм. Длина упругого элемента

0,1 м. Модуль упругости упругого элемента

Е =210 МПа.

Из зависимости o =å Е с учето л

0,0001, — з

= Ммакс/A v макс = = " 10 ,1 получают

А 0 5см, 1 !макс 1 10 макс 1 ° 10 3 ° 2 ° 105

Таким образом площадь упругого элемента дол>кна быть больше 0,5 см . Если

А < 0,5 см, скорость среза будет отличаться от заданной скорости больше, чем допустимо. Г!оэтому можно записать ! !макс смакс Е

5 Учитывая выражения для определения площади упругого элемента из первого и второго условий, можно записать !макс . „< Ко смакс 1= со !=

10 или

<Е А< смэкс <о

Испытание образца грунта на сдвиг производят в приборе следующим образом.

После размещения образца в срезывателе 5 к его подвижной каретке прикладывают сдвигающее усилие от двигателя 1 через редуктор 2 и упругий элемент 3, Величина сдвигающего усилия, преобразованная с помощью тензодатчиков 4 в электрический сигнал, поступает в графопостроитель 6, По ходу испытания сопротивление грунта сдвигу с какого-то момента уменьшается, но заданная скорость сдвига не изменяется и не дает обратных деформаций, искажающих заданную скорость сдвига, увеличение длины упругого элемента 3 влияет на результаты в пределах точности измерения.

Изобретение позволяет производить сдвиговые испытания грунтов любой структуры и консистенции при сохранении заданной скорости сдвига постоянной в процессе испытания.

Формула изобретения

Способ испытания грунта на сдвиг, включающий помещение образца грунта в срезыватель, приложение к нему непрерывного сдвигающего усилия через упругий эле40 мент с тензодатчиками, измерение усилия и определение по полученным данным параметров сдвига грунта, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и достоверности результатов. испытания, предварительно подбирают площадь поперечного сечения упругого элемента для передачи сдвигающего усилия в зависимости от максимальной сдвигающей силы и материала упругого элемента из соотношения

50 ! макс . !о смакс со

Где Ймакс максимальная сила, передаваемая упругим элементом, 1-1; емакс M3ксимальная относительная деформация упругого элемента, обеспечивающая требуемую точность заданной постоянной скорости сдвига грунта.;

1677578

N — сила, соответствующая одному делению шкалы измерительной аппаратуры, Н;

Ep — минимальная относительная деформация, которую может зафиксировать

5 измерительная аппаратура.

Š— модуль упругости материала упругого элемента, МПа;

А — поперечная площадь упругого элемента, м;

Составитель Г. Мартынова

Редактор А. Лежнина Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор И. Муска

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

Заказ 3109 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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