Стабилометр Советский патент 1992 года по МПК G01N3/10 

Изобретение относится к строительству, в частности к устройствам для получения деформационно-прочностных характеристик грунтов в условиях трехосного сжатия при инженерно-геологических исследованиях.

Известно устройство для испытания грунтов, содержащее источник давления, гидростатическую камеру с рабочей полостью, в которую помещены образец и нагружающее приспособление.

Недостатком известного устройства является наличие поверхностей трения между корпусом камеры и нагрузочным лриспо- соблением, в результате чего, с одной стороны, имеется возможность нарушения герметичности гидростатической камеры, а с другой - возникновение сложностей в определении силы вертикального нагружения из-за наличия переменного, трудно контролируемого, бокового трения (трения покоя и трения сдвижения смазки).

Наиболее близким к предлагаемому является стабилометр, содержащий корпус, размещенную в нем цилиндрическую камеру с рабочей средой, эластичную оболочку для размещения образца, установленную соосно внутри камеры, подвижный и неподвижный штампы для осевого нагружения образца, из которых подвижный штамп выполнен с буртом и связан с приводом его перемещения, и датчики для измерения осевой и боковой деформации.

Недостатком этого устройства является низкая надежность работы стабилометра, обусловленная наличием трения, возникающим при создании нагрузки между жестким неподвижным корпусом и деформируемой резиновой трубкой, образующими эластичную цилиндрическую камеру. Кроме того, размещение датчиков боковой деформации на неподвижном корпусе устройства затрудняет точное определение боковой деформации образца при его сжатии.

Цель изобретения - повышение надежности и точности исследований за счет исключения трения и обеспечения измерения боковой деформации в заданном сечении образца.

Для достижения этой цели в стабило- метре, содержащем корпус, размещенную в нем цилиндрическую камеру с рабочей средой, эластичную оболочку для размещения образца, установленную соосно внутри камеры, подвижный и неподвижный штампы для осевого нагружения образца, из которых подвижный штамп выполнен с буртом и связан с приводом его перемещения, и датчики для измерения осевой и боковой деформации, цилиндрическая камера выполнена в виде сильфона с эластичными кольцевыми элементами на торцах, прикрепленными к краям эластичной оболочки, при этом один из эластичных элементов соединен с буртом подвижного сильфона, а датчики измерения боковой деформации закреплены на внутренней поверхности сильфона устройства.

На чертеже изображен общий вид стабилометра.

Стабилометр содержит корпус 1, эластичную оболочку для образца грунта 2, неподвижный штамп 3 с динамометром 4 для измерения осевой деформации. Подвижный штамп 5 с буртом 6 и приводом его перемещения 7. Кроме того, стабилометр снабжен сильфоном 8 с датчиками боковой деформации 9 и нижним и верхним эластичными элементами 10 и 11. Эластичная оболочка 2 закреплена концом на верхнем эластичном элементе, а нижним - на нижнем эластичном элементе. Стабилометр содержит также краны 12-17 для соединения его с источником статического давления, гидростабилизатором, с измерителем объема воды и с насосной станцией и измеритель линейных

осевых перемещений 18. Между эластичной оболочкой 2 сильфоном 8 образована цилиндрическая камера с рабочей средой для всестороннего обжатия образца.

Стабилометр работает следующим об-0 разом.

При подготовке к работе из цилиндрической камеры 19 откачивают воздух. В результате этого эластичная оболочка 2 средней частью прижимается с внутренней

5 поверхности сильфона 8. Образец грунта размещается на подвижном штампе Бис помощью привода 7 перемещают вверх до установки его в цилиндрическую камеру 19 и соприкосновения с неподвижным штам0 пом 3. Цилиндрическую камеру 19 заполняют жидкостью, устанавливая в ней с помощью гидростабилизатора заданное статическое давление. По достижению показаний о стабилизации деформаций и напря5 жений образца производят нагружение его осевой нагрузкой с помощью подвижного штампа 5. При осевой деформации образца под нагрузкой происходит аналогичная деформация цилиндрической камеры 19 за

0 счет взаимодействия нижнего эластичного элемента 10с буртом 6 штампа 5. Датчики боковой деформации 9, установленные на внутренней поверхности сильфона 8, перемещаются вместе с ним, и фиксируют боко5 вую деформацию образца постоянно в его средней, наиболее деформируемой части. После стабилизации деформации сжатия измеряют величины осевой и боковой деформаций датчиками 18 и 9.

0 Стабилометр может работать в различных режимах.

Преимуществами предложенного стабилометра являются простота конструкции, не требующая разгерметизации камеры при

5 заправке - снятии образца; отсутствие неконтролируемого трения, надежность гидравлической системы, предохраняющая утечки жидкости; возможность непрерывного в ходе опыта измерения боковых деформаций образца строго в центральной его

0 части.

Данные преимущества позволяют создать стабилометры с высокими эксплуатационными характеристиками при испытании образцов грунта в условиях трех5 осного сжатия.

Формула изобретения Стабилометр, содержащий корпус, размещенную в нем цилиндрическую камеру с рабочей средой, эластичную оболочку для

размещения образца, установленную соос- но внутри камеры, подвижный и неподвижный штампы для осевого нагружения образца, из которых подвижный штамп выполнен с буртом и связан с приводом его перемещения, и датчики для измерения Осевой и боковой деформаций образца, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности исследований путем исключения трения и обеспечения измере11

ния боковой деформации в заданном сечении образца, цилиндрическая камера выполнена в виде сильфона с эластичными кольцевыми элементами на торцах, прикрепленными к краям эластичной оболочки, при этом один из эластичных элементов соединен с буртом подвижного сильфона, а датчики для измерения боковой деформации закреплены на внутренней поверхности сильфона.

12

Изобретение относится к технике испытания материалов, в частности к устройствам для исследования деформационно-прочностных характеристик грунтов в условиях трехосного сжатия. Цель изобретения - повышение точности и надежности работы. В корпусе 1 размещены эластичная оболочка 2 для образца грунта, верхний штамп 3 с динамометром 4 для измерения осевой деформации, нижний штамп 5 с буртом 6 и приводом 7 его вертикального перемещения и сильфон 8 с датчиками 9 боковой деформации и эластичными элементами 10. 11, на которых закреплена эластичная оболочка 2. Кольцевая полость 19 между сильфоном 8 и эластичной оболочкой 2 сообщена со стабилизированным источником давления, а полость оболочки 2 - с измерителем объема воды. После заполнения полости 19 жидкостью под давлением и достижения стабилизации деформаций и напряжений образца его нагружают осевой нагрузкой путем перемещения штампа 5. При осевой деформации образца под нагрузкой происходит аналогичная деформаций сильфона 8 за счет взаимодействия нижнего эластичного элемента 10 с буртом 6 штампа 5. При этом датчики 9, установленные на внутренней поверхности сильфона 8, перемещаются вместе с ним и фиксируют боковую деформацию образца постоянно в его среднем сечении, что обеспечивает повышение точности исследования. 1 ил. (Л Os со VI о