Устройство для испытания грунтов Советский патент 1983 года по МПК E02D1/00 

Изобретение относится к строительству, к испытаниям, связанным с нагружением грунтов и измерением перемещений (деформаций) испытуемого образца грунта при компрессионных, сдвиговых и других аналогичных испытаниях.

Известны различные устройства для испытания грунтов, включающие образец грунта, нагрузочное приспособление и измерительное устройство.

Принцип работы их следующий. В процессе испытаний оператор при помощи нагрузочного приспособления нагружает образец грунта и производит при помощи измерительного устройства измерение перемещений (деформаций) образца через определенные промежутки времени 1.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для испытания грунтов, содержащее нагрузочное приспособление грунта с измерителем перемещения 2.

Недостатком этих устройств является невысокая точность измерений, так как деформация образца происходит во времени неравномерно, а поэтому при снятии отсчетов возможна потеря части информации.

Цель изобретения - повышение точности испытаний.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для испытания грунтов, содержащее нагрузочное приспособление грунта с измерителем перемещения, снабжено элементом сравнения с задатчиком, элементом памяти, датчиком времени и блоком индикации, причем первый выход измерителя перемещения соединен с входом элемента сравнения, выход которого подключен к нервому входу элемента памяти, второй вход которого соединен с вторым выходом измерителя перемещения, датчик времени соединен с третьим входом элемента памяти, выход которого подключен к блоку индикации.

На чертеже приведено предлагаемое устройство.

Устройство содержит образец грунта 1, нагрузочное приспособление 2, измеритель 3 перемещения, элемент 4 памяти, элемент 5 сравнения, датчик 6 времени, блок 7 индикации, задатчик 8. Нагрузочное приспособление 2 может быть использовано любое из существующих типов.

Измеритель 3 перемещения состоит из датчика перемещения, преобразующего физическое перемещение в электрический сигнал, и преобразователя аналог-код, т. е. на выходе устройства сигнал перемещений представляется в цифровой форме. Элемент 4 памяти служит для запоминания измеряемой устройством информации - величины перемещения в момент измерения и времени, прощедщего с начала эксперимента до момента измерения. Таким образом, за время

эксперимента блок памяти заполняется получаемой информацией. После окончания эксперимента информация выводится на устройство индикации и может быть переписана оператором, а блок памяти может быть освобожден и подготовлен к следующему эксперименту.

Элемент 5 анализирует поступающую информацию и вырабатывает команду, по которой элемент памяти запоминает значение перемещения и времени с начала эксперимента и состоит из арифметического устройства и схемы компаратора чисел.

Датчик 6 времени содержит электронные часы, запускаемые с начала эксперимента.

5 Информация с датчика времени поступает в соответствующем коде на элемент 4 памяти. Блок 7 индикации служит для визуального отображения хранящейся в ячейках памяти информации.

0 Задатчик 8 (постоянное запоминающее устройство) хранит в себе набор константзначений приращений перемещения, выбираемых оператором в зависимости от требуемой точности или других соображений. Эти значения хранятся в задатчике 8 постоянно. После выбора оператором конкретного значения приращения устройство для испытания грунтов автоматически производит измерение информации и запись ее в блок памяти, если текущая величина перемещения изменилась по сравнению с прощ лым отсчетом на величину выбранного приращения перемещения.

Измерение перемещения (деформации) производятся не через определенные промежутки времени, а через определенные измерения (приращения) перемещения, фиксируя при этом как значение перемещения, так и время с начала эксперимента. Такой принцип проведения измерений при испытании грунтов позволяет полностью избе0 жать потери информации при измерениях. Устройство работает следующим образом. Образец грунта 1 помещают в нагрузочное приспособление 2. В процесса испытаний образца измеритель 3 перемещения периодически производит измерение перемещений, причем при использовании электронных датчиков перемещения, период может составлять несколько миллисекунд, что практически исключает ощибку, вызванную неравномерностью деформации образца во времени.

При запуске эксперимента исходное значение перемещения записывается в элемент 4 памяти и в регистр числа А арифметрического устройства элемента сравнения. Далее, текущие значения перемещения поступают

5 в регистр числа В арифметического устройства. Так как образец сжимается, текущие значения перемещения всегда меньще исходного. Б арифметическом устройстве происходит вычитание значений А-В. Полученная разность сравнивается компратором чисел с заданным значением приращения перемещения, поступающим с задатчика 8. По мере продолжения эксперимента разность значений А-В увеличивается. Процесс измерения, вычитания, сравнения произ водится периодически, через каждые 250 мс. При достижении равенства разности заданда управления.

Команда управления элемента 5 сравнения поступает на элемент 4 памяти, по этой команде производится запись информации

в элемент памяти от измерителя 3 перемещения и датчика 6 времени. По этой же команде в регистр числа А арифметического устройства элемента сравнения запищется новое значение перемещения и процесс измерения и сравнения повторится. По окончании испытания результаты измерений считываются с блока 7 индикации при обходе (считывании) ячеек памяти или вводятся в соответствующую автоматическую систему обработки данных.

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить качество и точность проведения исследований.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТОВ, содержащее нагрузочное приспособление грунта с измерителем перемещения, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности испытаний, оно снабжено элементом сравнения с задатчиком, элементом памяти, датчиком времени и блоком индикации, причем первый выход измерителя перемещения соединен с входом элемента сравнения, выхода которого подключен к первому входу элемента памяти, второй вход которого соединен с вторым выходом измерителя перемещения, датчик времени соединен с третьим входом элемента памяти, выход которого подключен к блоку индикации. ел САЭ СД О5 vl