Прибор для измерения нормальногодавления и силы трения грунта

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТВЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцналнстнческнк

Рес ублнн

«в851131 (6 l) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 1604.79 (21) 2752201/29-33 (51) м. к.з с присоединением заявим йо

G 01 L 1/22

Государственный комнтет

СССР яо делам нзобретеннй н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300781. Бюллетень 89 28 (53) УДК 531.787 (088. 8) Дата опубликования описания 300781 (72) Авторы изобретения

Я.Ш. Знязов и А.Л. Готман

1 а

Научно-исследовательский институт промьааленттого строительства "НИИпромстрой" (71) Заявитель (54) ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НОРМАЛЬНОГО

ДАВЛЕНИЯ И СИЛЫ ТРЕНИЯ ГРУНТА

Изобретение относится к физике и может быть использовано для измерения давления и силы трения грунта по боковой поверхности набивных и забив- а ных свай, свай-оболочек, стен в. грунте и т.п. фундаментных конструкций.

Известен прибор для измерения нормальной и касательных составляющих давления грунта, включающий корпус с мембраной, упругие измерительные стержни и тензопреобраэователи (1) .

Недостатком данного прибора является сложность конструкции и то, что мембрана является одновременно корпусом и контактной поверхностью прибора с грунтом, и при действии нор-. мального давления грунта она перемещается по направлению этого давления. При этом в месте установки прибора возникает "арочный эффект", соз- 20 дающий погрешность при измерении.

Наиболее близким к предлагаемому является прибор, включающий составной корпус, мембрану, кольцо из пористой резины, упругие измерительные стержни и тензопреобраэователи. Измерение нормального давления осуществляется за счет прогиба мембраны, находящейся в контакте с грунтом, а силы трения — эа счет растяжения упругого измерительного стержня с тензопреобраэователями прн смешении мембраны относительно корпуса (2).

Недостатком данного прибора является то, что конструкция его сложна в изготовлении, подготовке к работе (тарировке) и использовании. Этим прибором можно измерить силу трения грунта лишь в одном направлении, в, зависимости от ориентации измерительных стержней прибора. Кроме того, резиновое кольцо вокруг подвижной части прибора вносит погрешность в результаты измерения силы трения.

Это обусловлено тем, что по иере износа резины, а так же при изменении температуры ее упругие свойства меняются, а следовательно, изменяется и сопротивление перемещению мембраны при действии на ее контактную поверхность силы трения.

Цель изобретения — упрощение конструкции прибора и обеспечение измерения силы трения грунта одновременно в разных направлениях.

Поставленная цель достигается тем, что в приборе для измерения нормального давления и силы трения грунта, включающем корпус с упругим кольцом, установленные в корпусе мембрану, уп851131 ругие измерительные стержни, одни концы которых жестко соединены с корпусом, и тензопреобразователи, измерительные стержни выполнены четырехгранными, а мембрана — Со скошенными кромками, причем мембрана шарнирно соединена с другими концами измерительных стержней, на каждой грани которых установлен тенэодатчик.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый прибор, на фиг. 2 — разрез A-А на фиг. 1.

Прибор содержит корпус 1, мембрану 2 и упругие измерительные стержни 3, установленные перпендикулярно мембране 2 и симметрично относительно осн прибора.

Нижними концами стержни 3 жестко прикреплены к основанию корпуса 1, верхними — шарнирно, с помощью болтон 4, к мембране 2. Для обеспечения шарнирного сопряжения верхний конец каждого стержня 3 имеет заострение, которое входит в паз мембраны 2, и контакт стержня 3 с мембраной 2 осуществляется только по острой кромке стержня 3.

На внутренней поверхности мембраны 2 и на каждой стороне стержней 3 в нижней их части приклеивают тенэопреобразователи. 5.

Между стенками корпуса 1 и мембраной 2 по всему периметру установлено кольцо б иэ пористой резины.

Устройство работает следующим образом.

Под действием нормального давления грунта мембрана 2 прогибается, при этом сопротивление тенэопреобраэователя увеличивается, что фиксируется регистрирующим прибором. Под действием силы трения мембрана 2 пе- ремещается относительно корпуса, изгибая упругие измерительные стержни 3, при этом на каждом измерительном стержне 3 сопротивление одного тензопреобраэователя увеличивается (на растянутом волокне), другого, с противоположной стороны — уменьшается (на сжатом волокне), что также фиксируется регистрирующим прибором.

Если нагрузка на фундамент приложена одновременно в двух направлениях (например, вертикальная и горизонтальная), то трение в другом направлении будет измеряться с помощью другой пары тензопреобраэователей 5 на стержнях 3.

Поскольку на мембрану 2 вместе с силой трения всегда действует нормальное давление, то показания тензопреобраэователей 5 всегда содержат суммарное значение от изгиба стержней 3 при действии силы трения и от сжатия стержней 3 при действии нормального давления. Влияние сжатия стержня 3 от действия нормального давления исключается, если взять среднеарифметическое от значений показаний двух тензопреобраэователей 5, приклеенных к противоположным сторонам стержня 3.

Объясняется это тем, что величина показания, обусловленная сжатием стержня от действия нормального дав10 ления грунта, входит в суммарную ве; дичину показаний обоих тензопреобразователей с одинаковым знаком, тогФормула изобретения

Прибор для измерения нормального давления и силы трения грунта, включающий корпус с упругим кольцом, установленные в корпусе мембрану, упругие измерительные стержни, одни концы которых жестко соединены с корпусом, и тензопреобразователи, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции и обеспечения измерения силы трения грунта одновременно в разных направлениях, измерительные стержни выполнены четырехгранными, а мембрана - co скошенными кромками, причем мембрана

I шарнирно соединена с другими концами измерительных стержней, на каждой грани которых установлен тензодатчик.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Щ) В 317926, кл. G 01 L 1/22, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

9 580270, кл. Е 02 0 1/00, 1975.

35 да как их показания от действия изгиба имеют разные знаки, а следователь-. но, с одной стороны стержня 3 показания(от сжатия при действии нормального давления и от сжатия при действии изгиба) складываются, а с другой стороны (от сжатия при действии нормального давления и от растяжения при действии изгиба) вычитаются.

Таким образом, в среднеарифметическом значении величины показаний, обусловленные действием нормального давления, взаимоуничтожаются.

Окончательное значение силы трения принимается как среднее от значений, полученных на каждом стержне 3 °

С помощью предлагаемого прибора можно измерить силу трения грунта в любом направлении. )(ля этого следует оттарировать прибор в любых требуемых направлениях.

Как частный случай можно применять прибор прямоугольной формы в плане,. а вместо стержней смонтировать пластины.

85113ф

Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениЯ и открытий

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

Заказ 631б/55

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Латушкин

Редактор В. Петраш Техред С. Мигунова Корректор М. Шароши