Прибор для исследования свойств грунтов в условиях трехосного сжатия Советский патент 1986 года по МПК E02D1/00 G01N3/10 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для исследования механических свойств грунтов при гидротехническом и дорожном строительстве, при строительстве промышленных и гражданских сооружений. I

Цель изобретения - повышение точности измерений.

На фиг.1 дан прибор, общий вид; на фиг.2 - сечение одного из блоковj на фиг.З - разрез А-А на фиг.2.

Прибор для исследования свойств грунтов в условиях трехосного сжатия состоит из рамы 1 с закрепленными на ней нагрузочными устройствами 2, соединенными с блoкa ш 3 корпуса прибо- ра. Блоки 3 в форме усеченных четырехгранных пирамид образуют своими малыми основаниями изолированное ку бическое пространство для образца исследуемого грунта 4. На малом основании каждого блока закреплен элемент, эластичной оболочки 5. Каждый блок 3 выполнен в виде опорной плиты 6, подвижно устан6вленмь х на ней четырех средних элементов 7, четырех угловых элементов 8 и неподвижно закрепленного центрального элемента 9, снабженного двумя взаимно перпендикулярными цилиндрическими направляющими 10, параллельными опорной плите 6. Направляющие 10 установле- нь1 в соответствующие отверстия центрального элемента. Каждый средний элемент имеет цилиндрическую пазуху, куда входит направляющая центрального элемента, так что средние элементы 7 соединены с центральным 9 по направляющим 10 подвижно. Каждый средний элемент 7 имеет отверстие для соединения соседних блоков 6 путем постановки штифтов 11. Каждый средний элемент 7 снабжен своей направляющей 12, которая параллельна плоскости опорной плиты 6, расположена на противоположном уровне от направляющей 10 центрального элемента и перпендикулярна ей. Угловые элементы имеют по.две взаимно перпендикулярные цилиндрические пазухи, куда входят направляющие 12 средних элементов. Угловые элементы 8 соединены по направляющим 12 со средними элементами 7 подвижно. На малом основании блока 3 на средних элементах 7 закреплены перекрывающие пластины 13. На центральном элементе 9

5

закреплена перекрывающая пластина 14. Перекрывающие пластины 13 и 14 частично накладываются друг на друга и на угловые элементы 8. Элементы эластичной оболочки 5 вьтолняют предварительно напряженными с внутренней полостью, заполненной жидкостью. Внутренняя полость выполнена по размеру малого основания. Для удобства сборки корпуса блоки снабжены распорными пружинами 15, поставленными в цилиндрические пазухи угловых и средних элементов. Для уменьшения трения между средними элементами 7, угловыми элементами 8 и опорной плитой 6 между ними установлены подшипники 16. Величину нагрузки определяют с помощью измерительной мембраны 17.

0 Прибор работает следующим образом.

Образец исследуемого грунта вьфе- зают в форме куба и загружают н корпус. Все блоки 3 корпуса соединяют друг с другом путем постановки штиф5 тов П в соответствующие отверстия средних элементов 7. Нагрузочные устройства 2 перемещают вместе с противоположными блоками, доводят их до соприкосновения граней исследуе0 мого образца с предварительно напряженной эластичной оболочкой 5. Далее прикладывают нагрузку.на образец 4 по любой из трех осей путем сближе- 1ЩЯ двух противоположных блоков 3

5 корпуса, перпендикулярных выбранной оси, нагрузочными устройства 2, Грани образца, к которым приложена нагрузка, остаются плоскопараллельными. Нагрузка, приложенная к грани образ0 Ца, распределяется по ней равномерно, а следовательно напряженное состояние на грани образца будет однородным. При этом грани образца, параллельные выбранной оси, деформи-

5 руются на величину перемещения. На эту же величину переместятся по своим направляющим сревдние 7 и угловые элементы 8 блоков, касающихся деформируемых граней образца. На эту же

0 величину перемещения изменят свои размеры предварительно напряженные элементы эластичной оболочки 5. Причем слой оболочки, касающейся деформируемой грани обрс1зца и лежащей над

5 лолостью с жидкостью, деформируется вместе с гранью без трения по последней. Величину силы, приложенной к грани образца, оценивают по прогибу измерительной MeM6pa iH 17. Величину деформации грани образца оценивают по перемещению противоположных блоков корпуса индикаторами часового типа (на чертеже не показано).

Использование предлагаемого прибора для исследования свойств грунта в условиях трехосного сжатия, позволяет обеспечить однородное напряженное состояние на гранях исследуемого образца и снять трение на контакте эластичной оболочки с гранями образца, а значит и повысить точность определяемых характеристик грунта.

Формула изо

р е т е н и я

Прибор для исследования свойств грунтов в условиях трехосного сжатия, включающий раму с нагрузочными устройствами,корпус, вьтолненньй из отдельных блоков в форме усеченных четырехгранных пирамид, образующих

обращенными друг к другу малыми основаниями изолированное кубическое пространство с элементами эластичной оболочки и измерительные приспособления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, каждый блок вьтолнен в виде опорной плиты, подвижно установленных на ней средних и угловых элементов и неподвижно закрепленного центрального элемента, и перекрывающих пластин, расположенных на малом основании блока и неподвижно закрепленных на центральном и средних элементах, а элементы эластичной оболочки выполнены предварительно напряженными с внутренней полостью по разме- ру малого основания блока, заполненной жидкостью, при этом средние элементы каждого блока подвижно соединены с центральным и угловыми элементами и неподвижно - со средними элементами соседних блоков.

Изобретение может быть использовано для исследования механических свойств грунтов при различных видах строительства. Оно обеспечивает повышение точности определяемых характеристик грунта за счет создания однородного напряженного состояния на гранях исследуемого образца и снятия трения на контакте эластичной оболочки с гранями образца. Корпус прибора выполнен из отдельных блоков 3 в форме четырехгранных пирамид, каждый из которых вьтолнен из опорной плиты 6, подвижно установленных на ней четырех средних 7 и четырех угловых элементов и неподвижно закрепленного центрального элемента 9 и перекрывающих пластин 13 и 14, расположе нных на малом основании. Элементы эластичной оболочки 5, закрепленные на малом основании каждого блока 3, предварительно напряжены и имеют внутреннюю полость, заполненную жидкостью. Средние элементы 7 каждого блока 3 подвижно соединены с центральным 9 и угловыми элементами. Приложенная нагрузка распределяется по грани об- разца равномерно, при этом слой элемента эластичной оболочки 5 деформируется вместе с гранью образца без трения по последней. 3 ил. с л /7 / 00 h:

//

fpue.t

Редактор К.Волощук

Составитель Г.Мартынова Техред А.- Кравчук

Заказ 7028/27 Тираж 641Подписное

ВНИИГЩ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

дуие.3

Корректор Л.Пилипенко