Устройство для компрессионных испытаний грунтов Советский патент 1983 года по МПК E02D1/02 

Изобретение относится к строительству, в частности к устройствам для исследования физико-механических свойств грунтов, и может быть исполь зовано при исследовании деформационных характеристик грунтовых основани Известно устройство для исследования компрессионных испытаний грунтов, включающее рабочую камеру высокого давления, нагрузочное.и измерительное приспособления ij . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для компрессионных исследований грун тов, включающее рабочую камеру высокого давления, нагрузочный механизм и приспособление для измерения продольных и поперечных деформаций 2 . Недостатком таких устро 1ств является то, что они не обеспечивают полное устранение боковой деформации образца при его продольном нагружении, вызванной сжимаемостью любой жидкости благодаря сжатию растворенного в ней воздуха- и возможными труд нозаметными протечками в сочленениях камеры и штока с крышкой. . I. Цель изобретения - повышение точности испытаний путем исключения бок вой деформации грунта. Поставленная цель достигается тем, что устройство для компрессионных испытаний.грунтов, включающее рабочую камеру высокого давления, нагрузочный механизм и приспособле-ние для измерения продольных и поперечных деформаций, снабжено приспособлением автоматического поддержания нулевой- поперечной деформации, состоящим из датчика поперечной дефор 1ации. и соединенным с ним исполнительным механизмом, а диаметр штока меньше диаметра рабочей камеры высокого давления. При этом датчик поперечной деформации выполнен в виде пружинной скобы ,с сильфоном, а исполнительный .механизм - в виде игольчатого клапана, установленного в корпусе исполн тег ьного механизма, и сильфона, сс ейиненного посредством регулироврчной муфты с игольчатым клапаном. . На фиг. 1 изображено устройство для компрессионных испытаний грунтов общий вид; на фиг. 2 .- рабочая, камера устройства с образцом и датчиком поперечной деформации на нем, (разрез А-А на фиг. 1); на фиг. 3 исполнительный механизм. Устройство состоит из корпуса 1, в. который помещается испытуемый образец 2 в тонкой резиновой оболочке (не показана),имеющий форму цилиндра, нижнего 3 и верхнего 4 днищ, образующих с гибкой оболочкой рабочую камеру высокого давления, пневмо гидравлической системы, состоящей из баллона со сжатым воздухом 5, исполнительного механизма 6, соеДиненного трубкой 7 с датчиком поперечной деформации 8, баллона 9, частично заполненного водой, и манометра 10 для измерения давления воды в рабочей камере 11 устройства. Нагрузочный механизм включает шток малого диаметра 12, верхний штамп 13, рычаг 14, блоки 15, емкости 16 и 17 для вЬды, соединенные трубопроводом с краном 18. Для измерения вертикального давления на образец служит пружинный динамометр .19. Рычаг, уравновешивают противовесом 20. Вертикальную деформацию образца фиксируют индикатором часового типа 21. Исполнительными механизм 6 состоит из регулировочной муфты 22, тяги 23, игольчатого клапана 24 трубопровода 25 и сильфона 26, соединенного посредством трубки 7 с сильфоном датчика 8. Устройство работает следующим образом. После изготовления образца и сборки устройства уравновешивают рычаг 14 противовесом 20 и регулировочной муфтой 22 (фиг. 3), уменьшая длину тяги 23., приоткрывают игольчатый клапан 24 исполнительного механизма б, д оторый выпускает сжатый воздух из баллона 5 в трубопровод 25, идущий ; в рабочую камеру 11, и по манометру 10 устанавливают начальное давление, например 0,01 мПа. При этом в замкнутой полости сильфона, находящегося на датчике 8 образца, в Полости сильфона 26 исполнительного механизма и в полости соединяющей их трубки 7, заполненных несжимающейся жидкостью, например деаэрированной водой, возникает незначительное давление. Если при начальном давлении в камере высокого давления начинает уменьшаться диаметр образца, т.е. возникает поперечная деформация, то пружинная скоба, следуя за этой деформацией, передает свою упругю реакцию на сильфон, в котором повышается давление жидкости. Повыиение давления в сильфоне датчика вызывает соответствующее повышение давления и в сильфоне 26 исполнительного механизма б, при этом сильфон удлиняется, клапан 24 закрывается и прекращает подачу сжатого воздуха в рабочую камеру (фиг. 3). . После установки нулевых показаний индикатора 21 и динамометра 19 открывают кран 18, и вода из емкости 17 медленно перетекает в емкость 16 на подвеске системы рычагов 14 и блоков 15. Происходит вертикальное нагружение образца, который в процессе опыта, деформируясь в вертикальном направлении, стремится деформироваться также и в поперечном направлении. При этом в сильфоне датчика 8 понижаетсядавление, что вызывает укорочение сильфона 26 на исполнительном механизме б и открытие игольчатого клапана 24. Давление в рабоt чей камере повышается и приостанавли ва.ет поперечную деформацию образца и т.д. Опыт ведут до момента вытекания всей воды из емкости 17, массу воды в которой подсчитывают заранее. Образец при этом деформируют только в вертикальном направлении и не раэрушают. В процессе опыта фиксируют показания динамометра 19, манометра 10 и индикатора 21.

Таким образом, прибор обеспечивает надежное автоматическое устранение поперечных деформаций образца, котоЕяле возниксиот при вертикальном деформировании образца за.счет сжа.тия, растворенного и защемленного в воде воздуха, деформации корпуса рабочей камеры и возможных трудно заметных и контролируемых утечек в системе, а главное, в месте сочле0нения штока и верхней крышки, вследствие чего достоверность результатов компрессионных испытаний грунтов в предлагаемом устррйстве по сравнению с известными значительно увеличива5

1ется.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПРЕССИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ ГРУНТОВ, включающее рабочую камеру высокого давления, нагрузочный механизм, и приспособление для измерения продольных и поперечных деформаций, о т л ичаюцееся тем, что, с целью повышения точности испытаний путем исключения боковой деформгщии образ ца, устройство снабжено приспособлением автоматического поддержания нулевой поперечной деформации, состоящим иэ датчика поперечной деформации и соединенным с ним исполнительным механизмом, а диаметр штока меньше диаметра рабочей камеры высокого давления. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик поперечной деформации выполнен в виде пружинной скобы с сильфоном, а исполнительный механизм выполйен в виде игольчатого клапана, установленного в корпусе исполнительного механизма, и сильфона, соединенного посредством регулировочной муфты с игольчатым клапаном. 4 СХ О О1