Установка для испытания грунта на сдвиг Советский патент 1988 года по МПК G01N3/24 G01N33/24 

/; {:- r f r f :

-/ J 1.1. / f /

;/::;-:

V... ;: -. j .. г/ :

:

-r

:

/

-:

;:

:i,

I

: V /7

-r / //

i

(Л С

00 qD

it

00

грузок деформированных образцов. В установке, включающей камеру 1 для образца грунта 2 со штампами 3-6 и механизмами их вертикального переме- ;щения в виде винтов 7, последние сое- ;динены со штампами через торцовые кулачки 12 с винтовой профильной поверхностью с шагом, равным шагу резьбы соответствующих винтов 7, при этом кулачки 12 снабжены фиксаторами 15 для соединения со штампом или винтом 7. Винтовая профильная поверхность кулачков 12 обеспечивает неподвижность штампов 3-6 при равномерном вращении и продольном перемещении винтов 7, т.к. шаг их поверхности равен шагу резьбы. Ступенчатая разгрузка наступает при совпадении прорезей 14 кулачков, после чего все повторяется. Со ступенчатой на непрерывную разгрузку установка переключается фиксаторами 15 на кулачках 12. Положительный эффект достигается за счет расширения режимов на гружения, а следовательно, и полноты исследований грунтов. 1 ил.

Изобретение относится к облг1-и строительства и предназначено для модельных испытаний грунтов при инженерно-геологических изысканиях на подр абатываемых терр(иториях.Цель изобретения - расширение технологических возможностей установки путем обеспечения возможности ступенчатых раз

1

Изобретение относится к области строительства, в частности к области исследований грунтов и горных пород на прочность и деформируемость при инженерно-геологических изысканиях.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей установки путем обеспечения ступенчатых разгрузок деформированного образца.

На чертеже представлена схема установки,

Установка содержит камеру 1 для образца 2 грунта, расположенный в ее нижней части ряд .штампов 3-6 с меха- низмами вертикального пере.меи1;ения, включающими винты 7 с различными шагами резьб, гайки 8, неподвижные в осевом направлении, звездочки 9, соединенные с приводом 10 вращения цепной передачей 11, приспособление для создания пригруза на образце, регистрирующие приспособления (не показаны).

Штампы 3-6 соединены с винтами 7 посредством торцовых кулачков 12с винтовой профильной поверхностью 13 с шагом, равным шагу резьбы винтов, выточкой 14. Звездочки 9 соединены с винтами 7 шпонками с возможностью вращения и осевого перемещения вин- тов. Гайки 8 застопорены от вращения Кулачки 12 снабжены фиксаторами 15 для соединения со штампом или винтом

Штампы 3-6 подпружинены в направлении их вертикального перемещения пружинами 16, находящимися в растянутом состоянии. Приспособление Для создания пригруза на образец выполне

0

о

5

но в виде магистрали 17 для подачи воздуха или жидкости под давлением в камеру 1, сообщенной с компрессором.

Установка работает следующим образом.

Посредством компрессора через ма-, .. гистраль 17 создают пригруз на образце 2 грунта, подавая жидкость или газ под давлением в пространство между крьпикой камеры и поверхностью образца 2 грунта.

Для деформирования образца грунта устанавливают кулачки 12 так, что выступы их входят в выточки 14.Включают привод 10 и посредством цепной передачи 11 и звездочек 9 вращают винты 7 против часовой стрелки (для изображенного на чертеже профиля кулачков) , предварительно установив фиксаторы 15 в положение, при котором кулачки 12 соединены с винтами 7. При вращении винты 7 перемещаются вверх (по чертежу) и деформируют образец 2 грунта посредством штампов 3-6, перемещающихся с различными скоростями в зависимости от шагов резьб винтов 7 и гаек 8. В зависимости от схемы соединения звездочек 9 цепной передачей 11 винты 7 могут вращаться и перемещаться в различных направлениях, что обеспечивает различное по направлению деформирование образца различными штампами.

После предварительного деформирования образца 2 грунта приступают к основному режиму работы установки - ступенчатой разгрузке образца 2 грунта.

Для этого фиксаторы 15 устанав- ливают в положение, показанное на чертеже, при котором кулачки 12 соединяются с соответствующими штампа- . ми 3-6. Включают привод 10 и вращают винты 7 в обратном направлении. При повороте винтов 7 происходит их осевое перемещение вниз, но за счет того, что шаг винтовой поверхности ю 13 кулачка 12 равен шагу резьбы соответствующего винта 7, штампы 3-6 при осевом перемещении винтов 7 ос- таются неподвижными до тех пор, пока выступ кулачка 12 штампа 3-6 не попа- 15 дет в выточку 14. В этот момент штамп под действием нагрузки со стороны образца 2 грунта и пружины 16 резко перемещается вниз на расстояние, равное глубине выточки 14. Происходит 20 скоростная разгрузка части объема образца 2 грунта, расположенной над данным штампом. Б зависимости от взаимного разворота выточек 14 кулачков 12 осуществляется последовательная 25 разгрузка образца грунта по частям или одновременно по всему объему. При дальнейшем повороте винты 7 по-прежнему перемещаются вниз, штампы 3-6 остаются неподвижными до новой раз- ЗО грузки. Так осуществляется ступенчатая разгрузка образца 2 грунта.

После выполнения заданного числа ступеней разгрузки образец 2 грунта вновь может быть подвергнут неравномерному деформированию, для чего фиксаторами 15 соединяют кулачки 12 с винтами 7, а привод вращают в обратном направлении. Программу нагружения и разгрузки образца 2 грунта выбирают в соответствии с реальной схемой деформирования грунта. Скорость деформирования, частоту ступеней разгрузки регулируют скоростью вращения привода, величиной шагов винтов 7, 45 диаметрами звездочек 9. Величина опускания штампа при разгрузке задается глубиной выточки 14 для выступа кулачка 12. В процессе опыта из35

40

5 0 5 О

5

5

0

меряют нагрузки и деформации образца 2 грунта известными приборами (не показано) и ведут визуальное и инструментальное наблюдение за поверхностью образца 2 грунта и его частями, прилегающими к стенкам камеры 1, для чего в стенках выполнены наблюдательные окна (не показаны), подобные окну в крышке камеры.

Предлагаемая установка позволяет исследовать поведение неравномерно . деформированного объема грунта при ступенчатых разгрузках при послойной отработке полей шахт. Моделирование таких процессов на образцах в лабораторных условиях позволит найти безопасные способы отработки месторождений под застроенной поверхностью, способы безопасного ведения добычных работ под водоносными горизонтами и другие способы эффективной и безопасной отработки месторождений подземным способом.

Формула изобретения

Установка для испытания грунта на сдвиг, содержащая камеру для образца, расположенный в ее нижней части ряд штампов, соединенных с механизмами вертикального перемещения в виде винтов с различным шагом резьбы, снабженных звездочками, связанными с приводом их вращения цепной передачей, приспособление для создания пригруза на образец и регистрирующие приспособления, отличающая- с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей установки путем обеспечения ступенчатых разгрузок деформированного образца, винты соединены со штампами через торцовые кулачки с винтовой профильной поверхностью с шагом, равным шагу резьбы соответствующих винтов, при этом кулачки снабжены фиксаторами для соединения со штампом или нинтом.