Способ испытаний образца грунта и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК G01N33/24 

Изобретение относится к строительству.

Целью изобретения является расширение информатианости испытаний и по вышение точности определения проч- ностных и деформационных свойств грунта, .,,

На фиг. 1 представлено устройство Для испытаний образца грунта, вид (Ьбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху йа фиг. 3 (а,б,в) - схема, поясняю- Й1ая способ испытаний образца грунта.

Для наглядности представления тензора деформаций на фиг. 3 (а,б,в) в сечении изображена окружность, изменения которой при деформации позволяют оценить изменения направлений главных осей деформаций, совпадающих с главными осями эллипса-, в кото- рьй деформируется окружность/ : Способ осуществляют следующим образом.

При равномерном деформировании грани X (фиг. 1 б) главная ось дефор- маций I-I, перпендикулярная в этой грани и соответственно оси II-II, параллельная ей, наклоняются на угол /.

При последующем деформировании грани у ось I-I продолжает наклонять- ся (фиг. 1 в) и в случае равенства деформаций граней х и у становится параллельной грани z, т.е. плавно поворачивается на угол, равный углу между гранями z и у (фиг. 1 а). Про- должая указанные операции оси главных деформаций (напряжений) можно поворачивать на любой неограниченный угол в любом направлении и испытывать образец грунта в форме прямой трехугольной призмы пр1и любых заданных деформациях, напряжениях и положениях главных осей деформаций и напряжений. При этом в каждой точке внутри образца создаются условия од- нородного напряженно-деформированного состояния.

Способ осуществляется с помощью устройства (фиг. 1 и 2).

Устройство для испытаний образца .грунта содержит жесткое основание 1 со стойками 2, на которых установлена крыщка 3. Основание 1 и крышка 3 снабжены податливыми в продольном направлении прокладками 4. На осно-, вании 1 установлена рабочая камера, выполненная в форме прямой треугольной призмы. Каждая из боковых граней камеры вьшолнена яз набора жестких (стальных) 5 и деформируемых (резиновых) 6 элементов, поочередно нанизанных на тяги 7. Одним концом тяги 7 закреплены в ребре 8, а другим - в поперечной планке 9, в которой установлен наЯсимной винт 10.Причем каждое из ребер 8 имеет паз, основание которого совпадает с осью шарнирного соединения, а в инты 10 соединены с упорами, поперечное сечение опорной части которых имеет треугольную форму. Жесткие элементы 5 и ребра В камеры шарнирно соединен по торцам со звеньями параллелограм- много механизма 11, у которого динамометрические звенья 12 двухповодко- вых групп оснащены тензопреобразова- телями, каждая боковая стенка оснащена измерителем 13 горизонтальной деформации.

Устройство работает следующим образом.

В камеру устройства, установленного на основании 1, укладывают грун накрывают камеру крьппкой 3. Б соответствии с программой испытаний, вращая винты 10, деформируют образец грунта в направлениях, параллельных основаниям грунтовой призмы, а значения деформаций контролируют измерителями 13.

. Между грунтом и стенками камеры возникают нормальные и касательные усилия, которые целиком воспринимают ся параллелограммными механизмами. Кроме того, параллелограммные механизмы обеспечивают равномерность деформаций грунта вдоль стенок камеры, т.е. позволяют получить граничные условия, соответствующие однородному напряженному состоянию образца. Нормальные и касательные усилия, действующие на жесткие элементы 5, соединенные со звеньями 12 двухповодко- вых групп, определяют по значениям сжимающих усилий в звеньях 12 группы и углу между ними.

Поперечный момент сил на жестком элементе 5, возникающий- от возможног неравномерного распределения по ширине элемента нормальных усилий, воспринимают тяги 7. По известным формулам, зная значения нормальных и касательных сил на границах образца, определяют значения главных напряжений и положения ifx осей,

Создание заданной анизотропии прочностньк свойств грунта и их учет

314221

на основании исследований зависимости прочностных свойств грунта от поворота осей главных напряжений позволяют сократить объемы каменно-земля- . ных полотин на 5-10% гери повышении их надежности.

Формула изобретения ю

1. Способ испытаний образца грунта, включающий приготовление образца геометрической формы, регулируемое йа- гружение его граней и измерение на- 15 пряжений и деформаций, отличающийся тем, что, с целью рас- ширения информативности испытаний и повьшения точности определения прочностных и деформационных свойств грун-2о та, образец грунта выполняют в форме прямой треугольной призмы, а нагру- жение осуществляют равномерным дефору мированием каждой его грани в направлении.

параллельном основаниям призмы. 25

50

. 2. Устройство для испытаний образца грунта, включающее рабочую камеру с боковыми гранями в виде набора жестких и эластичных элементов, основание, крышку и параллелограммный механизм со звеньями двухповодковых групп, отличающееся тем, что, с целью расширения информативности испытаний и повьшения точности определения прочностных и деформационных свойств грунта, устройство снабжено тягами, поперечными планками и нажимными винтами, рабочая камера выполнена в виде прямой треугольной призмы, при этом тяги расположены продольными осями параллельно основаниям и одним концом закреплены в угловом ребре боковой грани рабочей . камеры, а другим - в поперечной планке, нажимной винт установлен между планкой и вторым ребром боковой стенки рабочей камеры, а звенья двухпо- водковьпс групп являются динамометрическими.

Изобретение относится к области строительства. Цель изобретения - расширение информативности испытаний и повышение точности определения прочностных и деформационных свойств грунта. Устройство для осуществления способа испытаний образца грунта содержит жесткое основание 1 со стойками 2, на которых установлена крышка. На основании 1 установлена рабочая камера, выполненная в виде прямой треугольной призмы, каждая из боковых граней которой состоит из набора жестких (стальных) 3 и деформируемых (резиновых) 6 элементов, поочередно нанизанных на тяги. Одним концом тяги закреплены в ребре 8, а другим - в поперечной планке 9, в которой установлен нажимной винт 10. Жесткие элементы 5 и ребра 8 камеры шарнирно соединены по торцам со звеньями параллелограммного механизма 11, у которого динамометрические звенья 12 двухповодковых групп оснащены тензопреобра ователями, а каждая боковая стенка оснащена измерителем горизонтальной деформации. При равномерном деформировании граней образца, помещенного в рабочую камеру, оси I главных напряжений (деформаций) можно поворачивать на любой угол в любом направлении при сохранении однородности напряженно-деформированного состояния внутри образца. 2 с.п. ф- лы, 3 иЛ. (Л ю 1чЭ СП С щит г

/J

fpuz.l

t. I

I e