УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТА СРЕЗУ Российский патент 1997 года по МПК E02D1/02 G01N3/24 

Изобретение относится к инженерно-геологическим исследованиям для строительства, а именно к устройствам для лабораторного исследования физико-химических свойств грунта и предназначено для испытаний образцов грунта, вырезанных из монолитов.

Известно устройство для определения сопротивления грунта срезу [1] содержащее станину, срезную коробку для размещения образца грунта, состоящую из подвижной обойм, приспособление для создания вертикальной нагрузки и приспособления для создания срезающего усилия, выполненное в виде барабана с рычагом, размещенных на одной оси, груза и троса, соединенного с подвижной обоймой и барабаном.

Недостатком данного устройства является невысокая точность вследствие того, что прилагаемое к образцу грунта срезающее усилие не зависит от изменения в процессе опыта площади поперечного сечения образца в плоскости среза. Это изменение составляет 10 11% и приводит к существенному снижению достоверности результатов проводимого опыта.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для определения сопротивления грунта срезу, содержащее станину, срезную коробку со штампом, состоящую из подвижной и неподвижной обойм для размещения образца грунта, приспособление для создания срезающего усилия и приспособление для создания вертикальной нагрузки, выполненное в виде силовой рамки с грузом [2]
Периферийная часть рычага имеет криволинейную поверхность, чем и обеспечивается постоянство срезающего давления в процессе опыта.

Однако известное устройство не обеспечивает высокой достоверности результатов, так как при изменении в процессе опыта площадки поперечного сечения образца грунта в плоскости среза меняется и удельное давление, создаваемое вертикальной нагрузкой.

Изобретение направлено на решение задачи повышения достоверности результатов определения сопротивления грунта срезу.

Решение указанной задачи достигается тем, что в устройстве для определения сопротивления грунта срезу, содержащем станину, срезную коробку со штампом, состоящую из подвижной и неподвижной обойм для размещения образца грунта, приспособление для создания срезающего усилия и приспособления для создания вертикальной нагрузки, выполненное в виде силовой рамки с грузом, последнее снабжено электромагнитом с якорем, при этом электромагнит закреплен на станине с помощью кронштейна, а якорь на верхней части силовой рамки, причем электрическая часть электромагнита включает регулятор напряжения, например, реостат, ползун которого кинематически связан с подвижной обоймой срезной коробки.

Кроме того, реостат может быть выполнен с переменным шагом навивки, соответствующим изменению площади поперечного сечения образца в плоскости среза.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показан общий вид устройства для определения сопротивления грунта срезу.

Устройство содержит станину 1 срезную со штампом 2 коробку, состоящую из неподвижной 3 и подвижной 4 обойм для размещения образца грунта.

Приспособление для создания срезающего усилия включает рычаг 5 с криволинейной поверхностью, груз 6 и трос 7, связывающий подвижную обойму 4 с рычагом 5.

Приспособление для создания вертикальной нагрузки включает силовую рамку 8 с грузом 9, шарнирно установленную на штампе 2, и электромагнит 100, закрепленный на станине 1 с помощью кронштейна 11. Якорь 12 закреплен на верхней части силовой рамки 8 с затвором по отношению к электромагниту 10.

Электрическая цепь электромагнита 10 включает реостат 13, ползун 14 которого сопряжен с подвижной обоймой 4, например, посредством тяг 15.

При этом реостат может иметь переменный шаг навивки соответственно изменению площади поперечного сечения образца в полости среза.

Устройство работает следующим образом.

В соосно расположенные верхнюю подвижную обойму 4 и нижнюю неподвижную обойму 3 срезной коробки устанавливают испытуемый образец грунта, в верхнюю подвижную обойму 4 вводят штамп 4. На штампе 4 шарнирно монтируют силовую рамку 8 с установленным на нее верхней части якорем 12 в кронштейне 11 закрепляют электромагнит 10 с зазором по отношению к якорю.

Подвижную обойму 4 соединяют тросом 7 с рычагом 5 и тягами 15 с ползуном 14 реостата 13.

В исходном положение в электрической цепи электромагнита минимально-притягивающая сила электромагнита также минимальна и не оказывает влияния на величину вертикальной нагрузки.

В дальнейшем под действием груза 6 при определенной податливости образца грунта подвижная обойма 4 перемещается и, будучи связанной тягами 15 с ползуном 14 реостата 13, приводит к перемещению ползуна вдоль реостата, уменьшая сопротивление последнего и повышая напряжение в электрической цепи электромагнита, что в свою очередь повышает величину притягивающей силы электромагнита.

Таким образом, в процессе опыта (перемещения подвижной обоймы) из массы силовой рамки 8 с грузом 9 будет вычитаться определенная масса необходимая для сохранения удельного вертикального давления при уменьшении площади поперечного сечения образца грунта в плоскости среза.

Среза того, чтобы вычитаемая масса (или притягивающая сила электромагнита) точно соответствовала вышеуказанной необходимой величине для каждого промежуточного положения подвижной обоймы, шаг навивки реостата выполнен переменным в соответствии с изменением площади поперечного сечения образца в плоскости среза.

Применение устройства для определения грунта срезу при лабораторных исследованиях физико-механических свойств грунта существенно повысит достоверность получаемых результатов опыта и позволит создать на их основе удовлетворяющее высоким современным требованиям оборудование, используемое на инженерно-изыскательских работах.

Изобретение относится к области строительства, а именно к устройствам для исследования физико-механических свойств грунтов. Сущность изобретения: устройство содержит станину 1, срезную коробку со штампом 2, состоящую из неподвижной 4 обойм для размещения образца грунта, а также приспособление для создания срезающего усилия и приспособление для создания вертикальной нагрузки. Последнее выполнено в виде силовой рамки 8 с грузом 9 и снабжено электромагнитом 10, закрепленным на станине 1 с помощью кронштейна 11. Якорь 12 размещен на верхней части силовой рамки 8. Электрическая часть электромагнита включает реостат 13, ползун 14 которого сопряжен с подвижной обоймой 4 срезной коробки. 1 з.п. ф-лы. 1 ил.

1. Устройство для определения сопротивления грунта срезу, содержащее станину, срезную коробку с штампом, состоящую из подвижной и неподвижной обойм для размещения образца грунта, приспособление для создания срезающего усилия и приспособление для создания вертикальной нагрузки, выполненной в виде силовой рамки с грузом, отличающееся тем, что приспособление для создания вертикальной нагрузки снабжено электромагнитом с якорем, при этом электромагнит закреплен на станине с помощью кронштейна, а якорь на верхней части силовой рамки, причем электрическая часть электромагнита включает регулятор напряжения в виде реостата, ползун которого кинематически связан с подвижной обоймой срезной коробки. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что реостат имеет переменный шаг навивки, соответствующий изменению площади поперечного сечения образца в плоскости среза.