Устройство для исследования прочностных свойств грунта

 

Изобретение относится к области инженерно-геологических изысканий и может быть использовано для лабораторного определения прочностных характеристик грунтов при поступательном срезе. Цель изобретения -упрощение конструкции и повышение удобства испытаний. Устройство содержит установленный на основании лоток с грунтом, в котором размещен подвижный штамп 13 с грунтозацепами, взаимодействующие через тягу, втулку, приводные шестерни с механизмом сдвигающей нагрузки в виде рамы с двумя зубчатыми ригелями и угломерной шкалой, выполненной в виде дуги 1/4 окружности с центром в плоскости среза и консольно закрепленной на основании. Тяга выполнена в виде винтового домкрата со стрелкой на уровне угломерной шкалы с пружиной и динамометром сжатия. Для повышения точности измерения лоток установлен на регулировочных винтах 2. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕ ТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИ -! Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) (I I) (я)5 Е 02 0 1/00, 6 01 N 3/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 )

jCD о (Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4752738/33 (22) 25.10.89 (46) 30.01.92. Бюл. М 4 (71) Тверской политехнический институт (72) Е,Н.Хрусталев (53) 624.131.37 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 1051276, кл. Е 02 0 1/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

O 1609858, кл. Е 02 0 1/02, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ ГРУНТА (57) Изобретение относится к области инженерно-геологических изысканий и может быть использовано для лабораторного определения прочностных характеристик грунтов при поступательном срезе. Цель иэобретеИзобретение относится к инженерногеологическим изысканиям в целях строительства, конкретно к устройствам для лабораторного определения прочностных характеристик грунтов при поступательном срезе.

Цель изобретения — упрощение устройства и повышение удобства испытаний.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 — проекция устройства слева.

Устройство содержит основание 1 в виде плоского стола с регулировочными винтами 2 и установленным на них лотком 3 с грунтом 4. На основании 1 консольно закреплена рама 5 с двумя зубчатыми ригелями 6 и угломерной шкалой 7, выполненной в аиде дуги на 1/4 окружности радиусом Й с центром в плоскости среза грунта. Зубчатые ригели 6 взаимодействуют с приводными шестернями 8, жестко связанными с махония — упрощение конструкции и повышение удобства испытаний. Устройство содержит установленный на основании лоток с грунтом, в котором размещен подвижный штамп

13 с грунтозацепами, взаимодействующие через тягу, втулку. приводные шестерни с механизмом сдвигающей нагрузки в виде рамы с двумя зубчатыми ригелями и угломерной шкалой, выполненной в виде-дуги

1/4 окружности с центром в плоскости среза и консольна закрепленной на основании. Тяга выполнена в виде винтового домкрата со стрелкой на уровне угломерной шкалы с пружиной и динамометром сжатия.

Для повышения точности измерения лоток установлен на регулировочных винтах 2.

3 з.п. ф-лы, 2 ил, виками 9 и соосно установленными на валах

10 втулки 11, Втулка 11 подвижно установлена в прорези 12 между зубчатыми ригелями 6. В плоскости среза на поверхности грунта в лотке 3 установлен подвижный штамп 13, шарнирно связанный с тягой 14 винтового домкрата, оснащенного стрелкой

15 на уровне угломерной шкалы 7 и выполненного в виде резьбового стержня, установленного с воэможностью продольного перемещения в полости втулки 11 и связанного со свободного конца резьбой с маховиком t 6. Между втулкой 11 и маховиком 16 на реэьбовом стержне соосно установлена пружина 17 и динамометр 18 сжатия. При этом тяга 14 жестко связана со скобой 19, охватывающей подвижный штамп 13 и шарнирно связанной с ним посредством подшипников 20 качения на осях 21 в плоскости среза. Оси 21 совпадают с центром окружности радиуса R рамы 5. Подвижный штамп

1709015

13 оснащен грунтозацепами 22. Рама 5 с зубчатыми ригелями 6 и приводными шестернями 8, тяга 14 с винтовым домкратом и подвижным штампом 13 с грунтозацепами 22 образуют механизм сдвигающей нагрузки. Механизм создания нормальной к плоскости среза силы выполнен в виде опоры 23 с шариковым сепаратором 24, связанной через штанги 25 с перемычкой

26, оснащенной гибким тросиком 27, перекинутым через блок 28 секторного рычага 29 с подвешенным на нем тарированным грузом

30. Шариковый сепаратор 24 установлен в продольных направляющих опоры 23 и штампа 13. Штанги 25 свободно установлены в сквозных отверстиях основания 1.

Измерительные приспособления представляют собой деформометр 31 контроля деформаций среза и измеритель 32 осадки подвижного штампа 13, установленные соответственно на лотке 3 и консоли 33 рамы

5 и упирающиеся индикаторными ножками в торец подвижного штампа 13 и по центру опоры 23. Опора 23 оснащена уровнемером (не показан).

Устройство работает следующим образом.

Перед испытанием устанавливают горизонтально по уровнемеру основание 1. В лоток 3 помещают подготовленный образец грунта 4. По центру образца грунта 4 устанавливают штамп 13 до полного внедрения в грунт грунтозацепов 22. На продольные направляющие подвижного штампа 13 устанавливают шариковый сепаратор 24, на который накладывают направляющими упор 23. Перемычку 26 соединяют c тросиком

27. Винтовой домкрат с тягой 14 устанавливают в вертикальное положение вращением маховиков 9 с приводными шестернями

8 и перемещением последних по зубчатым ригелям G рамы 5 путем контроля перемещения стрелки 15 тяги 14 относительно угломерной шкалы 7 рамы 5.

Вывешенный контргрузом секторный рычаг 29 нагружают тарированным грузом

30, соответствующим первой ступени нормально уплотняющего грунт 4 усилия Р1.

Деформометр 31 и 32 устанавливают на нулевые отметки при контакте их индикаторных ножек соответственно с подвижным штампом 13 и опорой 23. Грунт 4 выдерживают под нагрузкой Р> до стабилизации осадки под.подвижным штампом 13. Винтовым домкратом на подвижный штамп

13 создают разгружающую вертикальную нагрузку Ti =1/3 Р путем вращения маховика 16 и сжатия пружины 17 через динамометр 18 сжатия. Плоскость среза грунта 4 грунтозацепами 22 штампа 13 путем

55 вращения регулировочных винтов 2 устанавливают по измерителю 32 на уровень, совпадающий с центром радиуса 8 ригелей

6 рамы 5, и горизонтируют по уровнемеру (не показан) на опоре 23.

Вращением маховиков 9 производят поворот тяги 14 и скобы 19 механизма сдвигающей нагрузки от вертикали по дуге окружности радиусом R до момента изменения показаний деформометра 31, свидетельствующих о производстве сдвига грунта подвижным штампом 13. Регистрируют угол pj поворота тяги 14 по стрелке 15 относительно угломерной шкалы 7 ригелей 6 рамы 5 в момент среза грунта и определяют сдвигающее усилие T stn pi.

Аналогичным образом опыты повторяют трехкратно при переподготовке поверхности среза грунта 4 или путем поочередной замены образцов-близнецов грунта в лотке

3, при этом срез грунта производят соответственно при каждом последующем опыте после предварительного уплотнения его нормально сжимающей нагрузкой Р2>Р1, Рэ>Р, срезающим усилием Т з!и ф и

Tgsln рь, где Тг = 1/3 Рг. Тз =1/3 Рэ. По данным опытов строят график зависимости

Кулона, на котором нормальное давление

Pi — Т cos

Я

F соответствует сопротивTi з!п лению грунта срезу ti — .. где F—

F площадь опорной поверхности подвижного штампа 13, и определяют параметры прочности грунта — его угол внутреннего трения и удельное сцепление.

Формула изобретения

1. Устройство для исследования прочностных свойств грунта. включающее подвижный штамп с грунтозацепами и лоток для грунта, размещенные на основании, механизм сдвигающей нагрузки в виде рамы с двумя зубчатыми ригелями. связанными с подвижными шестернями и тягой, установленной в прорези рамы между ригелями и шарнирно связанной посредством скобы с подвижным штампом в плоскости среза. механизм создания нормальной к плоскости среза силы и измерительные приспособления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения. конструкции и повышения удобства при испытаниях, рама выполнена в виде дуги 1/4 окружности с центром в плоскости среза и консольно закреплена на основании, а тяга выполнена в виде домкрата с пружиной и динамометром сжатия.

1709015

2. Устройство по п.1. от л и ч э ю ще ес я тем, что рама выполнена с угломерной шкалой, э домкрат — со стрелкой нэ уровне шкалы, 3.Устройство попп. 1и2, отл ичэ ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, лоток снабжен регулировочными винтами.

4. Устройство по пп. 1 и 3, о т л и ч а ю5 щ е е с я тем, что оно снабжено измерителем осэдки штампа.

1709015

Фцг. г

Составитель Е, Хрусталев

Техред М.Моргентал Корректор О. Ципле

Редактор М. Товтин

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

Заказ 411 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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