Стабилометр Советский патент 1987 года по МПК G01N3/08 

11330504

Изобретение относится к исследованию прочностных и деформационных свойств скальных грунтов в объемном напряженном состоянии вида G, ь 6 .

Целью изобретения является повыше- ниа точности и сокращение трудозатрат.

На фиг.1 изображен стабилометр, общий вид; на фиг. 2 - дополнительная камера, вертикальный разрез.

Стабилометр содержит корпус 1, в котором размещена цилиндрическая жидкостная камера 2,. с эластичной оборимента для скальных грунтов, обычно С 5,0-50,0 МПа.

Стабилометр работает следующим образом.

Подготовленный образец цилиндрической формы с наклеенными на его поверхность датчиками 4 вертикальной и радиальной деформаций помещают внутрь жидкостной камеры 2. Образец устанавливают между штоками 6 вертикальной нагрузки. В цилиндрическую камеру 2 вентилем 7 радиальной нагрузки подается рабочая жидкость. Сбросной вен- лочкой 3 для образца грунта. На обра- 15 тиль 8 заглушен. В дополнительную ка- зец грунта наклеены датчики 4, кор- меру 2 устанавливают верхнюю пружи- пус имеет крьшки 5, через которые ну 12. В жидкостной камере 2 создают

проходят штоки 6 приспособления для создания вертикальной нагрузки (пуансоны) .- Стабилометр также содержит вентили 7 и 8 для подачи в цилиндрическую камеру рабочей жидкости и слива ее, манометр 9 для контроля радиальной нагрузки и дополнительную камеру 10 для регулирования жесткости цилиндрической жидкостной камеры 2. Дополнительная камера 10 содержит поршень 11, верхнюю, среднюю и нижнюю пружины 12, 13 и 14 различной жесткости, верхний, средний и нижний кольцевые упоры 15, 16 и 17, размещенные внутри дополнительной камеры 10. При этом пружины 12, 13 и 14 концентрично установлены друг в друге. Верхняя пружина 12 одним концом оперта на поршень П, а другим - на верхний колвдевой упор 13. Средняя йружина 13 одним концом оперта на поршень 11, а другим - на средний кольцевой упор 16, нижняя пружина I4 одним концом оперта на поршень 11, а другим - на нижний кольцевой упор 17 Дополнительная камера 10 вмонтирована в корпус 1 и совмещена с цилиндричес- кой жидкостной камерой.

Жесткость пружин для каждого экспеимента определяется по формуле

Р,

h де h - рабочий ход пружины, мм;

Р.,(1)

Р.-(1-), S 0,05-0,25;

Р7

Предельная сила пружины, кг;

р (3- ) г

d - диаметр принимают равным диаметру штока - пуансона, мм;

(Tj - напряжение принимают в, зависимости от программы эксперимента для скальных грунтов, обычно С 5,0-50,0 МПа.

Стабилометр работает следующим образом.

Подготовленный образец цилиндрической формы с наклеенными на его поверхность датчиками 4 вертикальной и радиальной деформаций помещают внутрь жидкостной камеры 2. Образец устанавливают между штоками 6 вертикальной нагрузки. В цилиндрическую камеру 2 вентилем 7 радиальной нагрузки подает0

0

Q

5

необходимое давление Р, после чего образец через штоки 6 нагружают вертикальной нагрузкой.

Вентиль 8 нагрузки закрывают. Радиальную нагрузку контролируют манометром 9. Деформацию испытываемого образца измеряют датчиками 4. После- 5 довательная установка в процессе наг- ружения пружин 12, 13 и 14 в дополнительную камеру 10 соответствует в натуре трем состояниям, в которых последовательно находится объем скального грунта в процессе нагружения.

На первой стадии деформирования под нагрузкой происходит смыкание имеющихся трещин и пор в скальном грунте, и в это время жесткость верхней пружины 12 соответствует жесткости окружающего скального грунта и определяется по формуле (1), причем

Ci ,

где J объемный вес скального грунта;

i J (коэффициент

I -N

Пуансона) 0,25; h - расстояние рассматриваемой

зоны от поверхности ска.пьного массива, м. Переход рассматриваемого объема скального грунта .во вторую и третью стадию деформирования определяют в процессе эксперимента по получаемой диаграмме б,. f (г) которую изображают в процессе эксперимента. Вторая стадия характеризуется относительно линейным видом функции C5j f (f) .На этом этапе, не останавливая процесс нагружения, в дополнительную камеру устанавливают среднюю пружину 13, жесткость Которой определяется по формуле (1), в которую вместо под5

0

5

ставляется G , что следует из увеличения влияния объема нагружения при смыкании имеющихся трещин.

Третий этап Эксперимента соответствует стадии разрушения исследуемого объема скального грунта. На этом этапе в испытываемом объеме образуется макротрещина, расчленяющая его. Жесткость нижней пружины 14 определяется по формуле (1) из расчета 3 - G

Ь 8

что следует из увеличения мас15

штаба трещин при разрушении испытываемого объема породы.

Формула изобрет е н и я

Стабилометр, содержащий корпус, размещенную в нем цилиндрическую жид- JQ цилиндрической жидкостной камерой.

костную камеру с эластичной оболочкой для образца грунта, приспособле- ния для создания вертикальной и радиальной нагрузок на образец, измерительные приспособления, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности и сокращения трудозатрат при испытании, он снабжен дополнительной камерой, содержащей поршень, верхнюю, среднюю,и нижнюю пружины различной жесткости и верхний, средний и нижний кольцевой упоры, размещенные внутри нее, при этом пружины концентрично размещены друг в друге, одними концами оперты на поршень, а другими - на соответствующие упоры, а ра вмонтирована

дополнительная каме- в корпус и сообщена

костную камеру с эластичной оболочкой для образца грунта, приспособле- ния для создания вертикальной и радиальной нагрузок на образец, измерительные приспособления, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности и сокращения трудозатрат при испытании, он снабжен дополнительной камерой, содержащей поршень, верхнюю, среднюю,и нижнюю пружины различной жесткости и верхний, средний и нижний кольцевой упоры, размещенные внутри нее, при этом пружины концентрично размещены друг в друге, одними концами оперты на поршень, а другими - на соответст цилиндрической жидкостной камерой.

вующие упоры, а ра вмонтирована

дополнительная каме- в корпус и сообщена

Изобретение относится к области исследования прочностных и деформационных свойств скальных грунтов в объемном напряженном состоянии(5, Gj G . Целью изобретения является поу вышение точности и сокращение трудозатрат. Стабилометр содержит корпус 1 с жидкостной камерой 2 и зластич- ной оболочкой 3, приспособления дпя создания вертикальной и радиальной нагрузок. Корпус 1 снабжен дополнительной камерой 10, совмещенной с жидкостной камерой 2. Дополнительная камера имеет концентрично размещенные различной жидкости, опертые одними концами в поршень 11, а другими - в соответствующие кольцевые упоры, размещенные внутри дополнительной камеры 10. 2 ил. (Л т

дуиз.2

Составитель Л.Тронина Редактор Л.Повхан Техред И.Попович Корректор С,Черни

Заказ 3574/44 Тираж 776Подписное

ВН11ИПИ 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.