Установка для исследования напряжений и деформаций в грунте Советский патент 1983 года по МПК G01M17/07 

Изобретение относится к испытани ям транспортных средств, а именно к устройствам, исследующим взаимоде ствие движителя транспортного средства с грунтом. Известно устройство для измерения давления гусеничного движителя на грунт, содержащее датчики давле ния, расположенные в грунте, каждый датчик снабжен микровыключателем и контактирующим с ним поворотным под пружиненным рычагом, а на каждом опорном катке гусеничного движителя закреплен стержень, взаимодействующий с подпружиненными рычагами датчиков j 1 . Недостатком этого устройства является невозможность регистрации изменения положения датчика давлени в грунте под действием нагрузки от гусеничного движителя. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения положения датчика давления от звена гусеничного движителя на грунт, содержащее корпус с направляющими, перемещаемую по направляющим каретку с датчиками давления и вертикаль ных перемещений 2}. Однако данное устройство не позволяет определить распределение напряжений и деформаций по глубине грунта. Кроме того, измерения, проводимые с помощью этого устройства, не обладают достаточной точностью, так как при установке устройства по колею движения транспортного средства происходит нарушение структуры грунта, что приводит к искажению результатов измерений. Цель изобретения - повышение точ ности и расширение диапазона измерений. Указанная цель достигается тем, что установка для исследования напряжений и деформаций в грунте, вкл чающая корпус с направляющими, пере мещаемую по направляющим каретку с датчиками давления и вертикальных перемещений, снабжена дополнительной сменной кареткой с горизонтально расположенными вертикалы о подвижными ножами, основная каретка вы полнена с горизонтально установлен.ными вертикально подвижными штангами, датчики.давления смонтированы на внешних концах штанг, а датчики перемещений механически связаны с соответствующими штангами. На фиг.1 изображена установка с дополнительной кареткой; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 установка с основной кареткой, общий вид; на.фиг. Ц - размещение датчика глубины колеи. Установка для исследования напряжения и деформаций в грунте содержит корпус 1, на котором в бугелях 2 крепятся направляющие 3, предназначенные для установки и обеспечения перемещения основной t и дополнительной 5 кареток. На дополнительной каретке 5 с помощью винтов 6 монтируются штанги 7 с ножами 8 и датчиками 9 давлениями она жестко соединена с плитой 10, через которую передается нагрузка от приваренного к корпусу силового узла 11, вследствие чего каретка движется по направляющей. Силовой узел состоит из штока 12 с вилкой, гайки 13 обоймы Н, втулки 15 . и цилиндрического корпуса 1б. Гайка 13 на внешней поверхности имеет шлицы, в которые входит стопор 17 обоймы 1, и правую резьбу, а на внутренней - Левую резьбу. Для регистрации перемещений датчиков 9 давления под действием нагрузки от движителя транспортнЪго средства на . корпусе укреплен измеритель 1 перемещения, представляющий собой реостатный датчик, движо с 19 которого соединен со штангой 7- Контакты тензометрических датчиков 9 давления подключаются к усилителю { не показан), выход которого имеет электрическую связь со шлейфовым осциллографом (не .показан) , где результаты измерений регистрируются на осциляографическую ленту. Реостаты измерителей 18 перемещений подключаются к шлейфам осциллографа через переменные сопротивления. Датчик 20 глубины колеи устанавливается на колее предполагаемого движения транспортного средства. Установка работает следующим образом. На небольшом расстоянии от предполагаемой колеи движения транспортного средства выкапывается в грунте шурф, размеры которого соответствуют размерам корпуса 1 установки. На направляющих 3 монтируется дополнительная каретка 5 с ножами 8 и установка в таком виде помещается в шурф. Далее, вращая обойму 14 против часовой стрелки (вид со стороны каретки S), выкручивают гайку 13 и шток 12 из втулки 15, тем самым перемещая каретку 5 по направляющим 3. Ножи 8, внедряясь в грунт, прорезают каналы под предполагаемой ко леей движения транспортного средства (структура грунт.а под колеей практически не нарушается. Для того, чтобы вывести ножи 8 из каналов поворачивают стопор 17 на и вращают обойму Н в противоположном направлении. После этого необходимо подготовить установку непосредственно к проведению измерений. Карет ка 5 с ножами 8 заменяется на каретку с датчиками 9 давления и из мерителями 18 перемещений.. Расстоя ние между датчиками 9 давления должно соответствовать расстоянию между ножами и выбирается из условий эксперимента. Подобную регулировку проводят с помощью зажимных винтов 6. Датчики 9 давления вводятся в каналы с помощью силового узла, затем винты 6 отпускают, вследствие чего у штанг 7 с датчиками 9 давления появляется возможность перемещаться вдоль каретки k. При движении тран J - - -

/-х

7ff / /J 74

/гР

/7 Фг/г 24 спортного средства под его опорами происходит деформация грунта, кроме того, изменяются физические свойства грунта по глубине. Датчики давления, размещенные на разной глубине, позволяют получить распределение напряжений в зависимости от глубины. Под действием нагрузки слои грунта вместе с датчиками давления изменяют свое положение, это перемещение фиксируется измерителями 18. Датчик 20 глубины колеи дает возможность проследить процесс колееобразования в грунте при движении транспортного средства. . . Использование предлагаемся установки повышает точность проводимых измерений, расширяет область применения и позволяет определись закон распределения напряжений и деформа-. ции по глубине грунта. Полученные данные о физико-механических свойствах грунта дают возможность прогнозировать движение как отдельных транспортных средств так и колонн по грунтам с различной несущей способностью.

УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИЙ В ГРУНТЕ, включающая корпус с направляющими, перемещаемую по направляющим каретку с датчиками давления и вертикальных перемещений «отличающаяся тем, что, с целью повышения точности и -расширения диапазона измерений, она снабжена дополнительной сменной кареткой с горизонтально расположенными вертикально подвижными ножами, основная каретка выполнена с горизонтально установленными вертикально подвижными штангами, датчики давления смонтированы на внешних концах штанг, а датчики перемещений механически связаны с соответствуккдими штангами. g (О