Прибор для определения реологических свойств грунтов Советский патент 1989 года по МПК G01N33/24 G01N11/10 

1

Изобретение относится к строительтву, в частности к исследованиям свойств грунтов при геоизысканиях.

Цель изобретения - повышение точности определения реологических характеристик грунта, расширение диапазона исследований и снижение трудоемкости исследований.

На фиг.1 показан прибор,вид сбоку; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2, рабочая камера; на фиг.4 - разрез В-В на Лиг.2; на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.2.

Прибор состоит из станины 1, на которой установлена рабочая камера 2 заполненная грунтом 3, с крышкой 4 и рифлеными пластинами 5, которые соединены с датчиками 6 усилий и перемещаются в продольных направляющих опорах 7 при помощи тяговых тросов 8, соединенных со шкивами 9. Последние расположены на ведомых валах 10 и стопорятся при помощи фиксаторов 11. Ведомые валы 10 посредством системы 12 зубчатых передач соединены с ведущим валом 13, который приводится в движение электродвигателем J4. Валы 10 и 13 установлены на опорах 15.

Внутри рабочей камеры 2 перед боковыми поверхностями пластин 5 смонтированы устройства для измерения толщины пограничного слоя, выполненные в виде Г-образной рамы с тензо- метрическими пластинами. Стойка рамы 16 жестко закреплена на днище рабочей камеры 2. Ригель рамы 17 установлен перпендикулярно к боковой поверхности рифленой пластины 5. Тензо метрические пластины выполнены в виде прямоугольных упругих пластин 18 с установленными на них тензометри- ческими датчиками 19 перемещения. Пластины 18 консольно закреплены на ригеле 17 с зазором между ними, при этом плоскости наибольшей жесткости пластин 18 перпендикулярны направлению движения рифленой пластины 5. Измерительные устройства толщины пограничного слоя установлены рядом с пластинами 5 так, что пластины 18 находятся на разных расстояниях от боковых поверхностей пластин 5.

Рабочая камера 2 в местах выхода рифленых пластин 5 снабжена раскрывающимися в стороны створками 20, посаженными на шарниры 21. На каждо

0

5

0

5

0

5

0

5

створке 20 установлена вертикальная рейка 22, которая посредством троса 23, проходящего через блок 24 на стойке 25, соединена с компенсирующим боковое давление грузом 26. Стойка 25 установлена на продольной направляющей опоре 7.

Тензометрические датчики 19 перемещения подключены к измерительной и регистрирующей аппаратуре 27.

Прибор работает следующим образом.

Станина 1 прибора устанавливается в горизонтальное положение. Створки 20 на шарнирах 21 рабочей камеры 2 закрываются и фиксируются от поворота грузами 26 (величина которых может быть найдена при тарировке) при помощи вертикальных реек 22, тросов 23, блоков 24 и стоек 25. Через пазы в боковой стенке и через прорези в створках 20 рабочей камеры 2 рифленые пластины 5 устанавливаются в направляющие опоры 7. На передние торцы пластины 5 устанавливаются датчики 6 усилий, которые при помощи тяговых тросов 8 соединяются со шкивами 9 приводного механизма, фиксаторами 11 закрепленными на ведомом валу 10. В рабочую камеру 2 по обеим сторонам от пластин 5 равномерно укладывается исследуемый грунт 3. Рабочая камера 2 закрывается крышкой 4,

Деформируемый слой грунта (погра- ничный слой) фиксируется при помощи измерительных устройств, которые работают следующим образом.

Слои грунта, движущиеся с различными скоростями в зоне пограничного слоя, возникающие при сдвиге рифленой пластины 5 в грунте 3, изгибают пластины 18 на ригеле 17. Это приводит к изменению омических сопротивлений в тензометрических датчиках 19 перемещений и силы тока в цепи, которая измеряется и регистрируется агрегатом 27.

Затем включается электродвигатель 14, который через ведущий вал 13 на опорах 15, систему 12 зубчатых передач, ведомые валы 10, шкивы 9, трос 8 приводит в движение с различными скоростями по направляющим опорам 7 рифленые пластины 5. При перемещении в грунте 3 рифленых-пластин 5 створки 20 приоткрываются, не препятствуя развитию однородного напряженного состояния грунта. Тензоэлемент 6 изме31

ряет усилие в тросе 8, а измерительные устройства толщины пограничного слоя - величины скоростей потока грунта 3 в пограничном слое.

Все потенциометрические датчики 19 перемещений подключены к агрегату 27 сбора данных, который преобразует в цифровой код и записывает на компакт-кассету сигналы первичных преобразователей.

Преимущества предлагаемого прибора для определения реологических свойств грунтов перед известным заключаются в том, что при использовании его в практике инженерно-геологических изысканий можно с большей точностью определить величины реологичеких свойств океанских грунтов (J

коэффициент вязкости, С0 - предел текучести) , а также расширить диапазон исследования этих грунтов (дополнительно определяется 8 - толщина погрничного слоя грунта) и снизить трудоемкость испытаний.

Наличие в рабочей камере прибора нескольких рифленых пластин, перемещение которых осуществляется при помщи приводного механизма, имеющего систему зубчатых передач, с различными скоростями, позволяет на одном образце грунта ненарушенного сложения определять реологические параметры, что снижает трудоемкость испытаний.

Конструкция стенки рабочей камеры в виде раскрывающихся створок с компен- сирующим грузом не препятствует распространению однородного напряженно

деформированного состояния грунта при сдвиге рифленых пластин. Это также повышает точность определения реологических параметров.

Формула изобретения

0

0

5

5

5

0

1. Чрибор для исследования реологических свойств грунтов, содержащий рабочую камеру для размещения грунта с рифленой пластиной, привод ее перемещения с тросом и датчиком усилия при перемещении, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности определения реологических характеристик грунта, он снабжен приспособлением для измерения толщины пограничного слоя, выполненным в виде Г-образных рам, на ригеле которых смонтированы тензометрические пластины одинаковой длины и жесткости, при этом тензометрические пластины кон- сольно закреплены на ригелях рам с зазорами в плоскости, перпендикулярной оси рифленой пластины, а передняя стенка рабочей камеры выполнена с шарнирными створками, снабженными компенсаторами бокового давления.

2. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона и снижения трудоемкости исследований, он снабжен дополнительными рифлеными пластинами с приспособлениями для измерения толщины пограничного слоя и приводом от общего вала через зубчатые пары с различным передаточным числом шестерен,

Изобретение относится к области строительства ,в частности, к исследованиям свойств грунтов при геоизысканиях. Цель изобретения - повышение точности определения реологических характеристик грунта, расширение диапазона исследований и снижение трудоемкости исследований. Цель достигается тем, что прибор для определения реологических свойств грунтов, состоящий из станины 1, на которой установлена рабочая камера 2 с грунтом, снабжается дополнительными рифлеными пластинами 5 с датчиками усилий и приводом от системы зубчатых передач. В ортогональной к пластинам 5 плоскости установлены устройства для измерения толщины пограничного слоя, выполненные в виде тензопластин 18, установленных с зазором между собой на ригелях Г-образных рам 17. Кроме того, передняя стенка рабочей камеры снабжена вертикальными створками с компенсирующими боковое давление грузами. При включении привода рифленых пластин 5 они перемещаются с различной скоростью, а створки приоткрываются, выпуская грунт вместе с пластинами. Измеряют усилия протяжки и толщину пограничного слоя, по которым определяют реологические характеристики грунта. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

22 23 2 4

21 п/ / /.

фуё.1

1 п 109 в и.1 п з г

ч

п

7/

J 21

5 Фиг.Ь

r-r

fffrrf rfffsfrjrfsrfffffffr srfrrrffrr f rffr r f f f

Редактор А.Козориз

фиг. 5

Составитель Л.Рябченков

Техред ЙдДидьжКорректор Э.Лончакова

20