Устройство для компрессионных испытаний дисперсных материалов Советский патент 1992 года по МПК G01N3/10 

Изобретение относится к динамическим исследованиям грунтов, предназначено для лабораторного изучения компрессионного сжатия и уточнения характеристик бокового давления дисперсных материалов при действии различного рода циклических нагрузок и может быть использовано в строительстве.

Известны установки для динамических испытаний образцов 1, 2, 3. Такие установки имеют станину, на которой размещены узлы крепления испытуемого образца. Станина обычно устанавливается на вибрационные и виброударные столы или сейсмические платформы. Кроме того, динамические -нагрузки создаются дополнительным подключением к системе статического нагружения различных приставок Динамические воздействия на столы и платформы создаются механическими вибраторами, ударами грузов, гидравлическими пульсаторами и

др.

Наиболее близким техническим решениям к предлагаемому является устройство для компрессионных испытаний дисперсных материалов, содержащее платформу с размещенной на ней камерой для дисперсных материалов и передаточный узел нагрузки с измерителем, в стенках камеры выполнены диаметрально расположенные отверстия, устройство снабжено заглушками, установленными с возможностью радикального перемещения в соответствующих отверстиях.

Ы

О

Јь

:о

00

|

связанных с измерителем, излучателями и приемниками ультразвуковых колебаний, установленными на соответствующих диаметрально противоположных заглушках, и пружинами, несущими тензодатчики, одни концы которых закреплены на стенке камеры, а другие предназначены для взаимодействия с соответствующими заглушками 4.

Недостатком этого устройства является значительная инерционная нагрузка на используемый образец.

Целью изобретения является повышение достоверности результатов исследований за счет снижения до минимума инерционной пригрузки и упрощение работы с прибором.

Поставленная цель достигается тем, что перфорированный штамп, передающий нагрузку на образец, выполнен в виде стакана, в который входит поршень с прикрепленной в нижней части резиновой оболочкой, при этом между поршнем и оболочкой образуется полость, заполненная жидкостью, сообщающаяся сустройством, создающим гидростатическое давление и автоматически регулирующим пополнение жидкости в системе в процессе проведения исследований, для чего оно, з свою очередь, снабжено следящим устройством. Стакан внутренней стороной, обжатый резиновой оболочкой, устанавливается на грунт с возможностью перемещения вниз по мере уплотнения образца и повышения давления, при этом поршень через регулировочный винт, опираясь на траверсу, закрепленную на камере, находится в фиксированном положении, а траверса снабжена тензодзтчи- ками для измерения усилий, передаваемых на образец.

На фиг.1 схематично изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 - перфорированный штамп с поршнем и резиновой оболочкой.

Устройство содержит платформу 1, на которой жестко закреплена камера 2 для образца грунта. На образце 3 грунта размещен штамп 4, в котором расположен поршень 5, снабженный резиновой оболочкой 6 На поршень опирается регулировочный винт 7, ввинченный в траверсу 8. Полость между поршнем и резиновой оболочкой посредством гибкой трубки 9 соединена с нагрузочным устройством 10 которое соединено с компенсатором 11, приводимым в действие следящим устройство 12. В стенках камеры устроены три ряда отверстий специальной формы, в которые вставлены подвижные заглушки 13 из жесткого изолирующего материала (оргстекла), подпружиненные плоскими пружинами (14). Последние одним концом соединены жестко с. камерой. На траверсе 8

наклеены тензодатчики 15, регистрирующие усилие, передаваемое на образец 3.

Устройство работает следующим образом.

Устанавливают платформу 1 на вибростоле, затем на ней крепят камеру 2 для образца. Образец 3 испытуемого материала, например грунта, помещают в камеру и, наложив влажную фильтровальную бумагу,

0 устанавливают на нее перфорированный штамп 4 в сборе с поршнем 5 и резиновой оболочкой 6. Рабочее положение поршня фиксируют с помощью регулировочного винта 7, проходящего через траверсу 8. К нагру5 зочному устройству 10 прикладывается требуемое усилие и с помощью компенсатора 11 создается требуемое гидростатическое давление, которое обусловлено величиной нагрузки. Усилие,передаваемое на образец,

0 регистрируется с помощью тензодатчиков 15. Расход жидкости в системе, вызванный деформацией образца, выполняется компенсатором, приводимым в действие следящим устройством 12.

5Давление, передаваемое от штампа на грунт, создается следующим образом.

Жидкость, находящаяся под давлением, поступает в полость между поршнем и резиновой оболочкой по трубке 9 и прижимает

0 оболочку к внутренней поверхности штампа, передавая при помощи последнего нагрузку на образец. По мере уплотнения образца с поступлением жидкости в полость между поршнем и оболочкой следящее уст5 ройство 12 приводит в действие компенсатор, который подает в систему жидкость и приаодит нагрузочное устройство в исходное положение. В стенках камеры устроены три ряда отверстий специальной формы, в

0 которые вставлены подвижные заглушки 13 из жесткого изолирующего материала (оргстекла), подпружиненные плоскими пружинами 14. которые одним концом соединены жестко с камерой.

5Предлагаемое устройство для компрессионных испытаний дисперсных материалов по сравнению с прототипом имеет преимущества, полученные за счет уменьшения инерционной пригрузки, которые по0 зволяют повысить точность эксперимента. Формула изобретения 1. Устройство для компрессионных испытаний дисперсных материалов, содержащее платформу с камерой для образца,

5 перфорированный штамп, установленный в камере с возможностью осевого перемещения, излучатели и приемники ультразвуковых колебаний, установленные на отверстиях образующей камеры, траверсу, связанную с платформой, и тенэодатчики, отличающ е е с я тем, что, с целью повышения точности за счет снижения величины инерционной пригрузки, штамп выполнен в виде стакана, обращенного дном к платформе, а устройство снабжено поршнем, установленным в стакане и связанным с траверсой посредством регулировочного винта, эластичной оболочкой, прикрепленной к обращенной к дну стакана поверхности поршня, и источником гидростатического давления, сообщеннымс полостью стакана между оболочкой и поршнем.

2. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что тензодатчики для измерения осевого нагружающего усилия закреплены на траверсе.

Изобретение относится к динамическим исследованиям грунтов, предназначено для лабораторного изучения компрессионного сжатия при безынерционном загружении образца и для уточнения характеристик бокового давления дисперсных материалов при действии различного рода циклических нагрузок и может быть использовано в строительстве. Цель изобретения - повышение точности результатов исследований за счет снижения инерционной пригрузки и упрощение работы с прибором. Устройство для компрессионных испытаний дисперсных материалов содержит платформу 1, камеру 2 для образца 3 грунта, размещенный на грунте пористый штамп 4, выполненный в виде стакана, обращенного дном к платформе 1, входящий в штамп поршень 5 с закрепленной на нем резиновой оболочкой 6, нагрузочное 10 и следящее VI устройства. Жидкость принимает оболочку 6 к штампу 4 По мере уплотнения образца 3 следящее устройство 12 приводит в действие компенсатор 11. который приводит нагрузочное .стройсгзс 10 в исходное положение 1 з п.с--лы. 2 ил оо С

Ь

4

V

Щи г. Е