Устройство для исследования на моделях давления грунта на подпорные стенки и проверки устойчивости грунта в основании сооружений Советский патент 1960 года по МПК G01L7/02 

Изобретение относится к устроГйтвам для исследования на моделях давления грунта на подпорные стенки и проверки устойчивости грунта в основании сооружений, состоящим пз лотка с грунтом, модели подпорной стенки И системы домкратов.

Известные аналогичные устройства позволяют определить только полное давление грунта «а модель без распределения этого давления по поверхности модели и в частности без определения изменения давления по высоте модели.

В описанном устройстве этот недостаток устранен тем, что модель вьшолнена ъ виде жесткого каркаса,, подвешенного к опорам на горизонтальных и вертикальных тягах и опирающегося внизу на домкрат, со щитками, расположенными один над другим с возможностью независимого перемещения каждого и поддерживаемыми, в свою очередь, горизонтальными и вертикальными тягами, снабженными тензометрами.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид сбоку; на фиг. 2-разрез по АА на фиг. 1; на фиг. 3-разрез по ББ на фиг. 1; на фиг. 4-схематический продольный разрез по модели подпорной стенки; на фиг. 5-разрез по ВВ на фиг. 4; на фиг. 6-вид сбоку верхней onopi.i подпорной стенки; «а фиг. .- разрез по ГГ на фиг. 6.

Предлагаемое устройство представляет собою .металлический лоток с грунтом со сплощным днищем и рещетчатыми стенками, состоящими из вертикальных } и горизонтальных 2 ребер жесткости. Лоток устанавливается на основании 3 к которому крепится болтами. Рещетчатые стенки лотка служат опорами для листов зеркального стекла.

Задняя торцовая стенка 4 изготовлена из листовой стали с дверцей для выгрузки грунта. На задней стенке установлен редуктор о с червя-

ком и блоком -для создания горизонтального тягового усилия с возможностью перестановки по высоте. В передие ; торце лотка имеется диафрагма б жесткости с двумя круговыми вырезами для пропуска домкратов. К передним вертикальным ребрам жесткости кренятся на кронштейнах 7 и болтах 8 две ребристые плиты 9.

Кронштейны 7 позволяют разместить на них домкраты, а ребристые плиты 9 служат для них унорами. Домкраты используют для смещения стенки от грунта или к грунту.

К верхним горизонталы1Ь м ребрам жесткости 2 на болтах 10 крепится ребристая плита 11, которая создает упор для домкрата 12. Домкрат передает вертикальную нагрузку на модель фундамента при исследовании устойчивости грунта в епо основании. Горизонтальная нагрузка создается редуктором с червяком.

В переднем торце лотка размещается модель подпорной стенки, состоящей из двух основных частей: жесткого каркаса 13 и измерительных щитков 14, воспринимающих давление грунта и передающих его посредством горизонтальных 15 и вертикальных 16 тяг на жecткийf каркас, который, в свою очередь, передает давление на опоры. Размеры измерительных щитков по высоте подобраны из условия их равномерной загрузки.

Измерение бокового давления грунта на стенку с помощью измерительных щитков происходит следующи.м образом.

Стойками 17 щитки упираются в горизонтальную траверсу 18, которая гайками удерживается на тяге 15. На противоположном конце тяги 15 насажена траверса 19 с подшипниками 20. Траверса 19 и подщипиики 20 опираются на жесткий каркас модели стенки.

При давлении грунта на измерительный щиток он стремится сдвинуться по направлению давления. Такому перемещению препятствуют тяги 15. Смещение в горизонтальном направлении любого щитка, опирающегося на четыре тяги 15, может произойти только в результате растяжения тяг. Благодаря наличию на тягах подщипников 20 измерит хтьные щитки могут свободно смещаться вверх и вниз, перекатываясь по жесткому каркасу, и поэтому тяги 15 восприни.мают только растягивающие усилия.

Горизонтальные 15 и вертикальные 16 тяги протарированы и к ним прикреплены тензодатчики для измерения горизонтальной и вертикальной составляющей бокового давления грунта на каждый щиток, и, следовательно, на всю стенку в целом. Таким образом предлагаемая конструкция модели подпорной стенки позволяет раздельно измерить как вертикальную, так и горизонтальную составляющие бокового дав,1ения грунта на каждый из измерительных щитков И проследить закон изменения их величин по высоте стенки в зависимости от величин и вида смеп;ения стенки.

Внизу модель подпорной стенки опирается на домкрат 21 с материалом, позволяющим измерить нижнюю опорную реакцию.

Верхняя опора состоит из следующих элементов: дву.х опорных щек 22, изготовленных из двух листов стали каждая. Щеки прикрепляются к верхнему горизонтальному ребру жесткости 2 лотка. В центре щеки имеют круговые вырезы, в которых размещаются съемные шариковые подшипники 23 оси 24 модели подпорной стенки. Подшипники 20 подвешены на двух вертикальных опорных тягах 25 и закреплены в горизонтальной плоскости двумя тягами 26. Тензодатчики, наклеенные на тяги 25 « 26, позволяют измерить горизонтальную и вертикальную составляющие верхней опорной реакции стенки, вызванную давлением грунта.

При испытании модель подпорной стс1{ки может принимать нужный наклон. Подкачкой или потравливанием домкрата 21 низ стенки можно переместить на заданную величину к грунту или от грунта при фиксированном положении верха модели. Конструкция верхней опоры позволяет смещать верх стенки поступательно, поворачивая ее вокруг нижней опоры. С этой целью верхняя ось 24 модели насажена на каретку 27 с вмонтированным внутри ее шариковым подшипником. Каретка снабжена подшипр иками 28, на которых она свободно перекатывается по горизонтальной полке хомута 29. Хомут крепится болтами к верхнему горизонтальному ребру жесткости лотка.

Поступательное смеш.ение стенки осуществляется синхронной noiкачкой или потравливанием двух гидравлических домкратов, размещенных На кронштейнах 7.

При необходи.мости вращать стенку вокруг нижней точки нижний домкрат остается ненодвижньгм. Тяговое усилие создается редуктором 5 с червяком,, сс.1и стенку необходимо перемешать к грунту, или талрелом-при отодвигании стенки от грунта.

Предлагаемая конструкция устройства позволяет: определить вертикальную и горизонтальную составляющие бокового давления грунта на модель подпорной стенки при ее поступательном смещении от грунта или к грунту, а также при поворотах стенки вокруг верхней или опор в тех же направлениях; определить устойчивость грунта в основании соорзжений в условиях плоской задачи; наблюдать и фотографировать перемещения частиц грунта в процессе проведения опытов, уменьшить искажающее влияние сил трения (практически до нуля), развинающихся на боковых стеклянных стенках лотка при перемещении грунта.

Предмет изобретения

Устройство для исследования на давления грунта на подпорные стенкИ и проверки устойчивости грунта в основании сооружений, состоящее из лотка с грунтом, модели подпорной стенки и системы домкратов, отличающееся тем, что, с целью определения полного дапления грунта и распределения этого давления по поверхности модел, она выполнена в виде жесткогО каркаса, подвещенного к опорам на горизонтальных и вертикальных тягах и опирающегося внизу на домкрат, со щитками, расположенными один над другим с возможностью независимого перемещения каждого и поддерживаемыми, в свою очередь, горизонтальными и вертикальными тягами, снабженными тензометрами.

- 3 -Л1 Г26650

777 сриг. 3