Устройство для испытания грунта на сдвиг Советский патент 1983 года по МПК E02D1/00 

Изобретение относится к испытател ной технике и предназначено для иссл дования слабых горных пород и .грунто на сдвиг при сложном распределении сдвигающих усилий и при различных знаках прикладываемой нагрузки. Известно.устройство для испытания грунтов на сдвиг, содержащее камеру для образда грунта, штамп, приспособ ления для создания нагрузки l . Данное устройство позволяет определить только величины критических сдвигающих напряжений при приложении нагрузки одного вида по всему объему образца. В натурных условиях тако вид нагрузки практически не встречается, и грунты испытывают весьма сложное нагружение, когда на одних из участков поверхности грунта нагру ка увеличивается, на других участках в то же самое время нагрузка остается на прежнем уровне или уменьшается Наиболее близким техническим реше нием к изобретению -является прибор,для определения сопротивления грунта сдБиг.у, включающее камеру для образца, расположенный в ее нижней части штамп с приводным винтовым механизмом его вертикального перемещения, приспособление для создания пригруза на образец и динамометр, связанный с механизмом вертикального перемещения штампа 2 . Недостатком известного устройства является низкая точность измерения ввиду того, что в устройстве при испытании грунтов невозможно создать условия, близкие к реальным. Целью изобретения является повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что устройство для испытания грунта на сдвиг, включающее камеру для образца, расположенный в ее ниж ней части штамп с приводным винтовым механизмом его вертикального перемещения, приспособление для соз дания пригруза на образец и динамометр, связанный с механизмом вертикального перемещения штампа, снаб жено дополнительны1 ш, расположенным в ряд штампами, каждый из которых имеет дополнительный винтовой механизм, привод выполнен с цепной пере дачей, имеющей установленные на каик дом винтовом мез:анизме звездочки, а винтовые механизмы - с разным шагом резьбы, причем отношение диамет ров звездочек смежных винтовых меха низмов равно отношению шага их резь бы. На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - узел I на фиг продольный разрез; на фиг.З - кинематическая схема привода устройства Устройство для испытания грунта на сдвиг включает образец грунта 1, расположенный в корпусе устройства снабженного герметичной крышкой 3. Сжатый воздух или жидкость, необходимые для создания нормального давления на поверхности образца грунта, подают по шлангу 4 в полость крышки 3. В днище корпуса установлены винтовые механизмы 5 с динамометрами б и штампами 7, установленными в ряд.«Каждый из винтовых механизмов снабжен звездочкой 8, которые в свою очередь, установлены на подшипниках 9 и имеют шаровую втулку 10 с фиксатором 11. Все звездочки 8 соединены цепной передачей 12 через натяжной блок 13 с приводом 14, при этом отношение диаметров звездочек 8 смежных механизмов 5 рав но отношению шага их работы. Устройство работает следующим образом. Через шланг 4 подают сжатый воздух и создают нормальное давление на поверхности образца 1. При включении привода 14 цепна передача 12 приводит во вращение звездочки 8, производя тем самым осевое перемещение винтовых механизмов 5, котоЕЯле, в свою очередь, создают усилия на штампах Уина образце 1, величина усилия фиксируется динамометрами 6. При этом возможны следующие варианты нагружения образца 1. Если кинематическая схема устройства собрана так, как это показано на фиг.З пунктирной линией, то все звездочки вращаются в одном направлении и создают возрастаннцую нагрузку на образце. Когда меньшие звездочки имеют винтовые механизмы с меньшим шагсм резьбы, то скорость осевого перемещения у них минимальна, а с ростом диаметра звездочек,т.е. при переходе от одного винтового механизма к другому слева направо, скорость нагружения увеличивается, и образец подвергается неравномерному сжатию с образованием линий, сдвига между штампами. Если кинематическая схема собрана так, как это показано на фиг.З сплошной линией, то звездочки вращаются во встречных направлениях, и на одних участках образца нагрузка увеличивается, а на других снижается. Скорость нарастания нагрузки определяется соотношением между диаметрами звездочек и шагами винтовых механизмов. в процессе опыта регистрируется, наряду со сдвиговыми нагрузками, изменение рельефа поверхности образца, линии сдвига, величину деформаций смещения и другие интересующие практику характеристики. в случае необходимости изменения параметров устройства путем переостановки винтовых механизмой первоначально открывают стопор 11, и вращая втулку 10, вынимают винтовой механизм 5, а затем и втулку 10 и ставят их на место другого винтового механизма 5,

застопорив его затем стопором 11. Переставив винтовые механизмы 5 в нужном порядке и отрегулировав их по высоте, устанавливают образец 1, крышку 3,.-и опыт повторяется при новых ус ловиях нагружения.

Предлагаемое устройство позволяет моделировать такие процессы, как

пучения в выработках, сдвижения горных пород и грунтов, процессы перераспределения деформаций и нагрузок, связанные с отработкой месторождений , что позволит обоснованно выбирать экономичные параметры отработки месторождений, исключающие опасные проявления горного давления.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТА НА СДВИГ, включающее камеру для образца, расположенный в ее нижней части штамп с приводным Винтовым . / т /, . . ./ .; V . -N. ./.-л-../ . ..v./.- . / -Ч /. . . f. -у/ . л, / . . . -л/. . у. . . Х/... механизмом его вертикального перемещения, приспособление для создания пригруза на образец и динамометр, связанный с механизмом вертикального перемещения штампа, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, ойо снаб. жено дополнительными, расположенными в ряд штампами, каждЁ1й из которых имеет дополнительный винтовой механизм, привод выполнен с цепной передачей, имеющей установленные, на каждом винтовом механизме звезДочки, а винтовые механизмы - с разным шаЕом резьбы, причем отношение диаметров звездочек смежных винтовых меш ханизмов равно отношению шага их резьfej. (Л С аг / i / . / V