Устройство для определения несущей способности грунта Советский патент 1980 года по МПК E02D1/02 

1

Изобретение относится к строительству, в частности к устройствам для исследования физико-механических свойств грунта, и может быть использовано при прогнозировании проходимости колесных и гусеничных машин.

Известно устройство для испытаний грунтов в естественном залегании методом вращательного среза, предназначенное для повышения точности измерений и улучшения условий труда и содержащее силовой гидравлический цилиндр со штоком, дроссель, измерительное приспособление и штамп 1.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для определения несущей способности грунта, состоящее из концентрично установленных основного и пригрузочного штампов, нагрузочных приспособлений для штампов, включающих гидроцилиндры с порщнями и штоками, измерительных приборов 2.

Однако эти устройства не обеспечивают необходимой точности измерения характеристик грунта при одновременном определении усилий сжатия и среза.

Цель изобретения - повышение точности определения усилия сжатия и среза путем

обеспечения постоянной скорости погружения штампов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения несущей способности грунта, состоящее из концентрично установленных основного и пригрузочного штампов, нагрузочных приспособлений для штампов, включающих гидроцилиндры с поршнями и штоками, измерительных приборов, шток гидроцилиндра для основного штампа, выполнен вилкообразной формы, 10 причем в полости вилки установлен гидроцилиндр пригрузочного штампа, полости цилиндров снабжены регулируемыми дросселями с задатчиками измерения скорости перемещения штампов.

5

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для определения несущей способности грунта и усилия среза.

Устройство состоит из двух концентрических штампов 1 и 2, малого гидроцилинд20 ра 3, размещенного в щтоке 4 силового гидроцилиндра 5.

Полости А и Б гидроцилиндров 5 и 3 соединены с манометрами 6 и 7, датчиками 8 и 9 давления и с осциллографом 10.

Гидропривод устройства включает масляный насос И, гидроаккумулятор 12, обратный клапан 13, дроссель 14 с регулятором гидроцилиндра 5, дроссель 15 с регулятором гидроцилиндра 3/ распределители 16 и 17, масляный бак 18, датчик 19 перемещения штампа и задатчик 20 изменения скорости перемещения штампа.

Устройство для определения усилия сжатия и среза грунта работает следующим образом.

Гидравлический насос 11 нагнетает через обратный клапан 13 рабочую жидкость (масло) в гидравлический аккумулятор 12. Рабочая жидкость под давлением сжатого газа гидроаккумулятора 12 через дроссель 14 с регулятором и распределитель 16 поступает в полость А силового гидроцилиндра 5. Давление масла в полости А силового гидроцилиндра 5 контролируется визуально по манометру 7, а посредством датчика 9 регистрируется на ленту осциллографа 10. Одновременно на ленте осциллографа регистрируется и перемещение штампа при помощи датчика 19.

Шток 4 гидроцилиндра 5, щарнирно соединенного, например с рамой автомобиля или специальной станиной, под давлением жидкости в полости А передает усилие на наружный щтамп 1, а через гидроцилиндр 3 - на штамп 2.

Под действием силы PI штампы заглубляются в грунт до достижения несущей способности. Под действием сил сопротивления сжатию грунта закрытая полость Б гидроцилиндра 3 подвергается нагружению, при этом усилие Ра фиксируется на ленте осциллографа. Предельное значение силы Р а отнесенное к площади штампа 2, характеризует несущую способность грунта, а разность между силами PI и Р а характеризует суммарную характеристику грунта с учетом сжатия и среза грунта по периметру. По значению Р Р i - Р 2 и площади щтампа 1 определяется усилие среза

Рср Р-(5„ш |-), где Рср - усилие среза;

Рнщ - площадь наружного штампа; Pg, -сила сопротивления грунта вдавливанию внутреннего штампа; и-площадь внутреннего щтампа. Устройство приводится в первоначальное состояние подачей рабочей жидкости в полость В гидроцилиндра 5.

Для получения совместного усилия сжатия и среза грунта (для сопоставления с ранее известными результатами и исследования влияния формы и размера штампа на несущую способность и усилие среза) возМОЖНО заглубление только внутреннего щтампа следующим образом: рабочая жидкость через дроссель 15 с регулятором и распределитель 17 поступает в рабочую полость Б гидроцилиндра 3 и внутренний щтамп 2 заглубляется в грунт до достижения предела несущей способности грунта.

Усилие фиксируется на ленте осциллографа. После определения суммарного усилия сжатия и среза шток гидроцилиндра 3 переводится в исходное состояние подачей рабочей жидкости через распределитель 17 в полость Г гидроцилиндра 3. Дроссели 14 и 15 с регулятором позволяют задавать и поддерживать постоянную скорость заглубления щтампа (наружного 1 совместно с внутренним 2 или только внутреннего) независимо от величины сопротивления грунта вдавливанию штампов в пределах максимальных нагрузок, определяемых давлением газа в гидроаккумуляторе 12.

Кроме того, конструкция устройства позволяет менять формы и размеры штампов в зависимости от целей исследования.

Предлагаемое устройство повышает точность измерения, позволяет отделять усилие среза от сжатия, улучшает условия труда, а наличие гидропривода с регулируемым дросселем позволяет исследовать влияние скорости заглубления штампа на точность определения значений параметров грунта (усилий сжатия и среза).

Формула изобретения

Устройство для определения несущей способности грунта, состоящее из концентрично установленных основного и пригрузочного штампов, нагрузочных приспособлений для штампов, включающих гидроцилиндры с поршнями и штоками, измерительных приборов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения усилия сжатия и среза путем обеспечения постоянной скорости погружения штампов, шток гидроцилиндра для основного штампа выполнен вилкообразной формы, причем в полости вилки установлен гидроцилиндр пригрузочного щтампа, полости цилиндров снабжены регулируемыми дросселями с задатчиками измерения скорости перемещения щтампов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 499517, кл. Е 02 D 1/02, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 473782, кл. Е 02 D 1/22, 1975 (прототип).