Устройство для определения степени уплотнения грунтов Советский патент 1984 года по МПК E02D1/00 G01N3/10 

i:io6pcreiiHe относится .к строите.п.сгву, р, частности к устройствам для к()нт|)().и степени упрощения грунтов зсм,() iKi.iorna. Известно устройство д.ля онре.ц.и ния несущей снособности рунтов нробнымн ногрузками, включающее домкрат, устанавливаемый под раму автомобн.1я, штамн и регистрируюн ее приспособлснне для записи величины осадки штамна иод нагрузкой 1|. Недостатком данного устройства яв.чяется то, что регистрируюи1ее приспособ,leniie, состоящее из нлит|,| с кронштейном и являющееся отдел ij по и, са 1остояте,1)И()й частью ирибора, устанавливается на гр нт и присоединяется к и тамну иосле установки последнего па 1рунтовом полупространстве, а это делает невозможным автоматизацию процесса и снижает точность измерений. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для определения степени уплотнения грунтов, включающее штамп, нагружатель с наконечником для передачи нагрузки на штамп, базовую рейку с опорами и датчик 2. Недостатками этого устройства являются непроизводительные затраты времени на установку выносных опор и большая сложность автоматизации контроля степени уплотнения грунта. Цель изобретения - ускорение процесса определения степени уплотнения за счет автоматизации установки опор базовой рейки в соответствии с рельефом поверхности групта. Цель достигается тем, что устройство для определения степени уплотнения грунтов, включающее штамп, нагружатель с наконечнико.м для передачи нагрузки на HJTaMH, базовую рейку с опорами и датчик, снабжено нодпружиненными штоками с {|)рнкционным материалом на одном торце и телом качения на другом, а базовая рейка выполнена с горизонтальными каналами для размен ения штоков, при этом один конец каждого штока через фрикционный материал взаимодействует с соответствующей опорой, а другой конец через тело качения - с повер.хностью наконечника нагружателя. На фиг. I и 2 дано устройство в транспортном и рабочем положениях соответственно, общий вид; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2. Устройство для определения степени уплотнения грунтов состоит из нагружателя - опорной балки 1 базовой машины, например катка, и гидроцилиндра 2 с удлиненным сферическим наконечником 3, штампа 4, базовой рейки 5 с установленными на ней через шарниры 6 поворотными планками 7 с отверстиями 8, в которых на шарнирах 9 крепятся опоры 10. Базовая рейка 5 своими вертикальными каналами И установлена н;| :::|нраи iviioiniie 12, жестко связанные со 1;, 1. Измерительная система содермм датчик 13. В горизонтальных кана.лах 4 базор,ой рейки симметрично оси гидропилиндри размещены два подпружиненных штока 15 с возможностью пере.мен|.ения от oiMi гидроцилиндра к периферии и обрагно. причем па одип торец каждого штока установлен фрикционный материал, а на другой - тело качения 16. Подвижное соединение нагружателя со штампом осуществляется при помощи разъемной планки 17 через направляющие 12. Для обеспечения возможности сборки устройства фланцевые элементы направляющих 12 и щтоков 15 выполнены на резьбе, горизонтальные подпружиненные штоки 15 сборными. В транспортном положении (фиг. 1) щток гидроцилиндра устройства максимально поднят и устройство через планки 17 и направляющие 12 подвешено над поверхностью грунта на сферическом наконечнике 3. Нричем опоры 10 за счет шарниров 6 и 9 под действием собственно|-о веса свободно опущены. При это.м тела качения 16 пружинами прижаты к н аровой поверхности наконечника 3 и расстояние .между их осями минимально. Устройство работает следующим образом (фиг. 2-4). По окончании уплотнения участка насыни останавливают каток и от его гидросистемы подают давление в гидроцилиндр 2, в результате чего щтамп 4 устанавливается на грунт. Одновременно опоры 10 за счет соединения с рейкой через системы шарниров 6 и 9 устанавливаются но высоте в соответствии с рельефом поверхности грунта. После возникновения контакта штампа с грунтом некоторое время продолжается вертикальное перемещение наконечника 3 относительно штампа 4, в результате чего тела качения 16 перемещаются с шаровой поверхности наконечника 3 на цилиндрическую, связанные с ними горизонтальные штоки 15 перемешаются от оси гидроцилиндра к нериферии в каналах 14 и через фрикционный материал зажимают шарниры 6. чем фиксируют положение новоротных планок 7, а следовательно, и опор 10. При этом расстояние между осями тел качения становится максимальным. При возрастании давления в гидросистеме происходит внедрение штампа 4 в грунт. Когда Р, передаваемое на грунт через штамп 4, становится равны.м заданному для данной плоп:.ади штампа и вида грунта, прекращают подачу жидкости в цилиндр. При заданном усилии шта.ш 4 оседает в грунт на величину . (фиг. 2). Одновременно происходит образованне дeфop iированпой зоны поверхности - чаши нрогиба. При круглом iLiTa.Miic радиусом R диаметр чаши гфогиба 1.

Вследствие образования чаши прогиба рейка 5 с опорами 10, расположепными в ее зопе, перемеш,аясь по направляющим 12, под действием собственного веса оседают на величину Х , меньшую величины X.

Датчиком перемешения 13 фиксируется разность перемещений йС (Х„,). Пр достижении значением дХ установленной для данного грунта величины в кабине машиниста катка загорается лампочка, сигнализирующая о том, что степень уплотнения грунта достигла заданного значения. При отсутствии сигнала уплотнение продолжают.

Параметры 4А,о(/2, Р и R связаны с показателем степени уплотнения грунта К и его механическими характеристиками зависимостью

-И.1

(/

«„ахс + ) 1 + l

R jTECf-R) J

if - плотность скелета грунта исслегдедуемого объекта

Г. макс-максимальная плотность грунта, г/см 2;

- коэффициент Пуассона; Е - модуль деформации грунта кг/см R - радиус штампа, см;

-2- -расстояип. от осп гидрсцилинлра до uiii опоры, устаповленно в чапю п)О111ба.

Значения пара.метров// и Е .могут быть приняты по литературным данны.м. При отсутствии таких данных настройка датчика перемещений и системы сигнализации может быть осуществлена по результатам контрольного испытания небольшого участка насыпи, степень уплотнения которого заведомо равна I. Это достигается за счет значительного превышения на этом участке нормативного числа проходов грунтоуплотняющей машины.

Для исключения переналадки системы авто.матического измерения разности перемещений при переходе на другой вид грунта расстояние регулируется перестановкой опор 10 в другое отверстие планки 7.

Применение предложенного устройства позволяет ускорить процесс определения степени уплотнения за счет автоматической установки опор измерительной системы при контакте штампа с грунтом в соответствии с рельефом его поверхности, что исключает монтаж и демонтаж устройства при проведении каждого последующего испытания, а также дает возможность осуществлять контроль за уплотнением из кабины машиниста.

J

Й/г.2

УСТРОЙСТВО ЙЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТОВ, включающее штамп, нагружатель с наконечником для передачи нагрузки на штамп, базовую рейку с опорами и датчик, отличающееся тем, что, с целью ускорения процесса определения степени уплотнения за счет автоматизации установки опор базовой рейки в соответствии с рельефом поверхности грунта, оно снабжено подпружиненными штоками с фрикционным материалом на одном торце и телом качения на другом, а базовая рейка выполнена с горизонтальными каналами для размещения штоков, при этом,один конец каждого штока через фрикционный материал взаимодействует с соответствующей опорой, а другой конец через тело качения - с поверхностью наконечника нагружателя. ///// .