Устройство для исследования прочностных свойств грунта Советский патент 1992 года по МПК E02D1/00 G01N3/24 

Изобретение относится к инженерногеологическим изысканиям в целях строительства, конкретно к устройствам для лабораторного определения прочностных характеристик грунтов при поступательном срезе.

Цель изобретения - упрощение устройства и повышение удобства испытаний.

На фиг. 1 изображено устройство, рб щий вид: на фиг.2 - проекция устройства слева.

Устройство содержит основание 1 в виде плоского стола с регулировочными винтами 2 и установленным на них лотком 3 с грунтом 4. На основании 1 консольно закреплена рама 5 с двумя зубчатыми ригелями 6 и угломерной шкалой 7. выполненной в виде дуги на 1 /4 окружности радиусом R с центром в плоскости среза грунта. Зубчатые ригели 6 взаимодействуют с приводными шестернями 8. жестко связанными с маховиками 9 и соосно установленными на валах 10 втулки 11. Втулка 11 подвижно установлена в прорези 12 между зубчатыми ригелями 6. В плоскости среза на поверхности грунта в лотке 3 установлен подвижный штамп 13, шарнирно свя:занный с тягой 14 винтового домкрата, оснащенного стрелкой 15 на уровне угломерной шкалы 1 и выполненного в виде резьбового стержня, установленного с возможностью продольного перемещения в полости втулки 11 и связанного со свободного конца резьбой с маховиком 16. Между втулкой 11 и маховиком 16 на резьбовом стержне соосно установлена пружина 17 и динамометр 18 сжатия. При зтом тяга 14 жестко связана со скобой 19, охватывающей подвижный штамп 13 и шарнирно связанной с ним посредством подшипников 20 качения на осях 21 в плоскости среза. Оси 21 совпадают с центром окружности радиуса R рамы 5. Подвижный штамп

13 оснащен грунтозацепами 22. Рама 5 с зубчатыми ригелями 6 и приводными шестернями 8, тяга 14 с винтовым домкратом и подвижным штампом 13с грунтозацепами 22 образуют механизм сдвигающей нагрузки. Механизм создания нормальной к плоскости среза силы выполнен в оиде опоры 23 с шариковым сепаратором 24, связанной через штанги 25 с перемычкой

26,оснащенной гибким тросиком 27, перекинутым через блок 28 секторного рычага 29 с подведенным на нем тарированным грузом 30. Шариковый сепаратор 24 установлен в продольных направляющих опоры 23 и штампа 13. Штанги 25 свободно установлены в сквозных отверстиях основания 1. Измерительные приспособления представляют собой деформометр 31 контроля деформаций среза И измеритель 32 осадки подвижного mtaMna 13, установленные соответственно на лотке 3 и консоли 33 рамы 5 и упирающиеся индикаторными ножками в торец подвижного штампа 13 и по центру опоры 23. Опора 23 оснащена уровнемером (не показан).

Устройство работает следующим образом.

Перед испытанием устанавливают горизонтально по уровнемеру основание 1. В лоток 3 помещают подготовленный образец грунта 4. По центру образца грунта 4 устанавливают штамп 13 до полного внедрения в грунт грунтозацепов 22. На продольные направляющие подвижного штампа 13 устанавливают шариковый сепаратор 24, на который накладывают направляющими упор 23. Перемычку 26 соединяют с тросиком

27.Винтовой домкрат с тягой 14 устанавливают в вертикальное положение вращением маховиков 9 с приводными шестернями 8 и перемещением последних по зубчатым ригелям 6 рамы 5 путам контроля перемещения стрелки 15 тяги 14 относительно угломерной шкалы 7 рамы 5.

Вывешенный контргрузом секторный рычаг 29 нагружают тарированным грузом 30, соответствующим первой ступени нормально уплотняющего грунт 4 усилия Pi. Деформометр 31 и 32 устанавливают на нулевые отметки при контакте их индикаторных ножек соответственно с подвижным штампом 13 и опорой 23. Грунт 4 выдерживают под нагрузкой Pi до стабилизации осадки под подвижным штампом 13. Винтовым домкратом на подвижный штамп 13 создают разгружающую вертикальную нагрузку Ti -1/3 PI путем вращения маховика 16 и сжатия пружины 17 через динамометр 18 сжатия. Плоскость среза грунта 4 грунтозацепами 22 штампа 13 путем

вращения регулировочных винтов 2 устанавливают по измерителю 32 на уровень, совпадающий с центром радиуса R ригелей 6 рамы 5, и горизонтируют по уровнемеру

(не показан) на опоре 23.

Вращением маховиков 9 производят поворот тяги 14 и скобы 19 механизма сдвигающей нагрузки от вертикали по дуге окружности радиусом R до момента изменения показаний

деформометра 31, свидетельствующих о производстве сдвига грунта подвижным штампом 13. Регистрируют угол р поворота тяги 14 по стрелке 15 относительно угломерной шкалы 7 ригелей 6 рамы 5 в момент

среза грунта и определйют сдвигающее усилие Т. sin .

Аналогичным образом опыты повторяют трехкратно при переподготовке поверхности среза грунта 4 или путем поочередной замены образцов-близнецов грунта в лотке 3, при этом срез грунта производят соответственно при каждом последующем опыте после предварительного уплотнения его

нормально сжимающей нагрузкой , , срезающим усилием T2sin (pi и Tosin , где Т2 «1/3 Р2. Тз 1/3 РЗ. По данным опытов строят график зависимости Кулона, на котором нормальное давление

Р| - Т| cos у)|

соответствует сопротивТ| sin

лению грунта срезу т Д®

площадь опорной поверхности подвижного штампа 13, и определяют параметры прочности грунта - его угол внутреннего трения и удельное сцепление.

Формула изобретения

1. Устройство для исследования прочностных свойств грунта, включающее подвижный штамп с грунтозацепами и лоток для грунта, размещенные на основании, механизм сдвигающей нагрузки в виде рамы с

двумя зубчатыми ригелями, связанными с подвижными шестернями и тягой, установленной в прорези рамы между ригелями и шарнирно связанной посредством скобы с подвижным штампом в плоскости

Среза, механизм создания нормальной к плоскости среза силы и измерительные приспособления, отличающееся тем, что, с целью упрощения.конструкции и повышения удобства при испытаниях, рама

выполнена в виде дуги 1/4 окружности с центром в плоскости среза и консольно закреплена на основании, а тяга выполнена в виде домкрата с пружиной и динамометром сжатия. 2. Устройство no п.1,отличающеес я тем, что рама выполнена с угломерной шкалой, а домкрат - со стрелкой на уровне шкалы. 3. Устройство по пп. 1и 2, отличаю- 5 щ в е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, лоток снабжен регулировочными винтами. 4. Устройство по пп. 1 и 3, о т л и ч а ющееся тем, что оно снабжено измерителем осадки штампа.

Изобретение относится к области инженерно-геологических изысканий и может быть использовано для лабораторного определения прочностных характеристик грунтов при поступательном срезе. Цель изобретения -упрощение конструкции и повышение удобства испытаний. Устройство содержит установленный на основании лоток с грунтом, в котором размещен подвижный штамп 13 с грунтозацепами, взаимодействующие через тягу, втулку, приводные шестерни с механизмом сдвигающей нагрузки в виде рамы с двумя зубчатыми ригелями и угломерной шкалой, выполненной в виде дуги 1/4 окружности с центром в плоскости среза и консольно закрепленной на основании. Тяга выполнена в виде винтового домкрата со стрелкой на уровне угломерной шкалы с пружиной и динамометром сжатия. Для повышения точности измерения лоток установлен на регулировочных винтах 2. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Фиг.1