Прибор для исследования свойств грунта в условиях плоской деформации Советский патент 1985 года по МПК G01N33/24 

1

Изобретение относится к исследованиям технических сйойств грунтов и может быть использовано при проектировании оснований и фундаментов, работающих в условиях сложного напряженного состояния.

Известен прибор для исследования свойств грунта, включающую рабочую камеру с эластичньми оболочками, нагрузочное приспособление в виде замкнутой гидросистемы, привод, измерительные устройства, позволяющий проводить испытания грунта на сжатие Ъо трем ортогональным направлениям с различным соотношением и различной скоростью изменения деформаций и напряжений по каждому из этих направлений Со.

Однако известный прибор не позволяет создавать при испытаниях частный, но широко распространенный в инженерной практике вид напряженного состояния - плоскую деформацию.

Наиболее бга1зким к изобретению является прибор для испытания грунта на сжатие в условиях плоской деформации, содержащий опорную плиту, на которой неподвижно закреплены жесткие стенки, рабочую камеру и камеры давлений внутри кото рьпс размещены перфориро0аннь1€ штампь1 и упругие эластичные мембраны .для передачи давления жидкости, создаваемого и измеряемого с помощью гидравлических систем fzl.

Недостатком этого прибора является невысокая точность измерения осевых усилий в направлении нулевых деформаций.

Цель изобретения - повышение точности измерения осевых усилий.

Указанная цель достигается тем, что прибор для исследования свойств П)унта в условиях плоской деформации, содержащий опорную плиту, на которой неподвижно закреплены жесткие стенки, рабочую камеру и камеры давлений, внутри которых размещены перфорированные штампы, и упругие эластичные мембраны для передачи давления жидкости создаваемого и измеряемого с помощью гидравлических систем, снабжен автоматическим датчиком, вьтолненным в виде врьшпси с полостью, шаровым клапаном и входньм отверстием, при этом

589252

крьнпка жестко /соединена с боковыми стенками прибора, а входное отверстие сообщено с напорной гидравлической системой.

5 На фиг.1 изображена схема прибора,вид сбоку; на фиг. 2 - тоже, вид сверху.

Прибор для исследования свойств грунта в условиях плоской деформации содержит рабочую камеру 1 в форме параллелепипеда, которая образуется основанием 2, четырьмя откидьюающимися боковыми плитами 3 с полостями 4, ограниченными эластичными оболочками 5 и съемной крышкой,состоящей из корпуса 6, мембраны 7, йарового клапана 8. Соединенная с крьшкой система замера осевых усилий включает в себя напорный трубопровод 9, насос 10, мансиетр 1 Г, отводной трубопровод

12и резервуар 13. Для гфидания образцу несвязного грунта начальной формы прибор снабжен перфорированHbWH штампами 14, которые могут перемещаться с помощью штоков .

13и гаек 16. Полости 4 боковых плит 3 соединены с нагрузочными гидравлическими системами, позвоnavmtvat создавать и фиксировать нужное давление, а также замерять деформащво по объему входящей в полости жидкости.

Прибор работает следующим обра.зом.

Для зарядки образца боковые плиты 3 уста;навлйваются в вертикальное положение и соединяются сжимными болтами. Перфорированные штампы 1,4 с помощью штоков 15 вращением гаек 16 перемещаются в переднее положение, ограничивая боковые грани образца. В полостях 4 создается небольшое разрежение, в результате чего эластичные оболочки 5 плотно прилегают к перфорированньм штампам 14, создавая строгую геометрическую форму рабочей камеры 1 в виде параллелепипеда, которая заполняет;ся грунтом.

В зависимости от вида испытаний с помощью нагрузочной системы в полостях 4 боковых плит 3 создается, поддерживается постоянным или меняется в заданном давление жидкости. Сжимаюшрне напряжения в образце по площадкам, параллельньм площадкам нагружения, равны соэда3

ваемым давлениям, а деформации определяются по изменению объема поступающей в полости жидкости. Боковые плиты 3 жестко Соединены с основанйем 2 и корпусом 6 крышки, в связи с чем высота образца при испытании не меняется. Благодаря этому, а также большей жесткости датчика осевых усилий, смонтированного в корпусе крышки, вертикальные осевые деформации образца .практически равны нулю. Напряжения в этом направлении определяются по замеренному осевому усилию.

Система замера осевых усилий работает по принципу уравновешивания силы давления грунта, передаваемой через мембрану 7 шаровому клапану 8, и приложенной к клапану противоположно направленной силы давления рабочей жидкости, создаваемого непрерывно работающим насосом 10. Вначале шаровой Клапан 8 под дей58925 - 4

ствием давления грунта закрывает отверстие крьппки, связанное с напорным трубопроводом. В результате работы насоса 10 давление рабочей жидкости в напорном трубопроводе 9.повышается до тех, пор, пока силы.давления грунта и. жидкости, передаваемые на клапан 8 не уравновешиваются. При незначительном превбш1ении силы давления жидкости клапан прйоткрьшает входное отверстие,часть жидкости попадает в полость и по отводному трубопроводу 12 стекает в резервуар 13. Величина уравновешивающего давления фиксируется манометром 11.

Величина перемещения мембраньт необходимая для срабатывания клапана, не превьш1ает одного микрометра, что позволяет проводить измерения осевых усилий с высокой точностью и полностью соблодать условие плоской деформации.

ПРИБОР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ГРУНТА В УСЛОВИЯХ ПЛОСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ, содержащий опорную плиту, на которой неподвижно закрепленй жесткие стенки, рабочую камеру и камеры давлений, внутри которых размещены перфорированные штампы и упругие эластичные мембраны для передачи давления жидкости,создаваемого и измеряемого с помощью гидравлических систем, отличающийся тем, что с целью повышения точности измерения осевых усилий, прибор снабжен автоматическим датчиком, вьтолненным в виде крьшки с полостью, шаровьш клапаном и входным отверстием, йри этом крьшка жестко соединена с боковьо4и стенками прибора, а входное отверстие сообщено с напорной гвдравлической системой.