Устройство для определения прочности грунтов Советский патент 1992 года по МПК G01N3/24 E02D1/00 

Г

Использование: в строительстве для определения прочностных характеристик грунта Сущность: устройство содержит верхнюю неподвижную 1 и нижнюю подвижную 2 обоймы, установленные на основании Обоймы выполнены в виде коаксиально расположенных П-образных элементов, взаимодействующих через тела 9 качения и подпружиненных пружинами 3 относительно вертикальных опор 5 основания Пружины 3 перемещаются вместе с обоймой 2 и моделируют жесткость массива 3 ил.

Ъ

70

5 8

I

ТА

± ел

Изобретение относится к горному делу и строительству и может быть использовано при оценке прочности дисперсных грунтов сдвигу для расчетов устойчивости откосов.

Известны устройства для производства сдвиговых испытаний в лабораторных условиях, включающие сдвиговые обоймы круглого сечения, одна из которых (в большинстве случаев верхняя) неподвижна относительно основания, а другая - подвижная, а также приспособления как для создания вертикальной удерживающей вертикальной и сдвигающей горизонтальной нагрузок, таки для измерения перемещений.

Недостатком указанных устройств яв- ляется использование жесткой обоймы круглого сечения, искажающей распределение напряжений в испытываемом образце грунта как при его обжатии, так и при приложении сдвигающей нагрузки, и не по- зволяющей оценить параметры бокового расширения, имеющего место при деформациях откосов в натурных условиях.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, включающее прямо- угольные сдвиговые платформы, нижняя из которых (подвижная) выполнена сплошной по периметру, а верхняя - открытой с одной боковой стороны и снабжена распределительным штампом.

Недостатком известного устройства является то, что тангенциальными нагрузками обжимают верхнюю обойму, а сдвигают - нижнюю, а также возможность деформирования и разрушения образца в верхней обойме при приложении вертикальной удерживающей нагрузки. Указанное исключает возможность применения данного устройства для испытаний нескальных грунтов.

Целью изобретения является повыше- ние точности испытаний путем моделирования жесткости грунта в массиве.

Поставленная цель достигается в предлагаемом устройстве установкой пружин, моделирующих жесткость массива в на- правлении, перпендикулярном направлению сдвига, а также применением обойм, состоящих из П-образных элементов, имеющих возможность взаимно перемещаться на величину поперечных деформаций об- разца.

На фиг, 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Устройство содержит сдвиговые обоймы (верхнюю и нижнюю), составленные из П-образных элементов 1 и 2; пружины 3, моделирующие жесткость массива, основание 4, снабженное вертикальными стойками 5, распределительный штамп 6, противоупор 7, подвижный шарнир 8, упирающийся в пружину 3, тела качения 9, устанавливаемые для снижения трения между плоскостями П-образных элементов 1 и 2, противоупора 7 и основания 4, а также шарнира 8 и стоек 5,

Устройство работает следующим образом.

Образец 10 грунта, помещенный между П-образными элементами 1 и 2, после приложения вертикальной нагрузки (/сжимается и раздвигает П-образные элементы до уравновешивания сил бокового распора реакцией пружин 3. После приложения сдвигающей нагрузки т нижняя обойма перемещается, вместе с ней перемещается пружина 3, которая упирается в шарнир 8, также перемещающийся по телам качения 9. Наличие тел качения 9 и шарнира 8 позволяет пружине 3 перемещаться без перекосов и, следовательно, сохранять постоянную жесткость в процессе испытания.

Формула изобретения

Устройство для определения прочности грунтов, включающее основание, верхнюю неподвижную и нижнюю подвижную обоймы, приспособления для создания вертикальной и сдвигающей нагрузок и измерения перемещений, отличающееся тем, что, с целью повышения точности испытаний путем моделирования жесткости грунта в массиве, оно снабжено вертикальными опорами, установленными на основании, а каждая обойма выполнена в виде коаксиально расположенных элементов П-об- разного сечения с возможностью взаимодействия через тела качения, подпружиненных относительно вертикальных опор основания с возможностью перемещения вместе с подвижной обоймой.

V - v

ЈLS№Ll

2ииФ

Б-Ь

фиг.З