Устройство для испытания мерзлогогРуНТА HA СдВиг Советский патент 1981 года по МПК E02D1/00 G01N3/24 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МЕРЗЛОГО ГРУНТА НА СДВИГ

На фиг. 1 схематично изображено описьжаемое устройство в процессе испытания, разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Устройство содержит срезное приспособление в виде опрокинутой кольцевой емкости 1 с коническими выступами 2, поворотным упором 3 и патрубками 4 и 5. Внутри кольцевой емкости 1 размещен перемещающийся по вертикали щтамп б с водоотводящими отверстиями 7 и с пазами 8 и 9 по его внутреннему и внешнему тпериметрах, в которых расположены ребристые выступы 2 кольцевой емкости 1. Штамп 6 закреплен на и танге 10, на которой установлена плита 11 для передачи нагрузки Р на образец мерзлого грунта 12. В патрубке 3 размещают термодатчики 13. Штамп б оснащен обогревателем 14. Устройство снабжено измерительной аппаратурой и приборами.

Устройство работает следующим образом.

В мерзлом грунте образуют испытуемый образец 12 в виде полого цилиндра, на который устанавлизают кольцевую емкость 1, при этом конические выступы 2 зацепляют с образцом 12. Через патрубок 5 в образце 12 устанавливают термодатчик 13 для измерения его температуры.

Через плиту 11 и щтанги 10 на щтамп б прикладывают вертикальную нормальную нагрузку Р, при которой производится оттаивание образца 12 и замеряют его осадку. Затем осуществляют равномерное плоскопараллельное оттаивание образца. 12 с помощью нагревателя 14. Температуру оттаивания образца 12 контролируют с ггомощью термодатчика 13. Одновременно замеряют осадки образца 12 по зонам и определяют сжимаемость грунта. В целях защиты образца 12 от неравномерного оттаивания кольцевую емкость 1 изготавливают из материала-термоизолятора, например оргстекла. В процессе оттаивания образца 12 щтамп 6 под воздействием нагрузки Р опускают вниз по кольцевой емкости, при этом пазы 8 и 9 как бы скользят по коническим выступам 2.

Отжатую воду из оттаивщего образца 12 удаляют через отверстия 7 на щтампе б и патрубок 4 на кольцевой емкости 1.

После полного оттаивания мерзлого образца 12 до плоскости среза между оттаявщей частью и мерзлым основанием прикладывают нагрузку на поворотный упор 3 кольцевой емкости 1 и производят поворот оттаявщего образца 12 и замеряют угол его

поворота. С помощью измерительной аппдратуры и приборов определяют максимальное усилие среза, а по нему величину касательного напряжения. Прочностные характеристики мерзлого грунта, сжимаемость и

сопротивление сдвигу, определяют по известным формулам.

Таким образом, с помощью устройства на одном образце одновременно определяют комплекс прочностных характеристик мерзлого грунта: сжимаемость мерзлого и оттаявщего грунта и сопротивление сдвигу оттаявщего грунта.

Этот положительный эффект обеспечивается благодаря возможности равномерного опускания щтампа б с обогревателем 14

по наподвижной кольцевой емкости 1, а также сцепления ребристых выступов 2 с образцом 12 при его кручении, т.е. приложение крутяи его момента. При этом значительно повыщается точность измерений прочностных характеристик мерзлого грунта порядка 30% по сравнению с известным. Устройство можно использовать в лабораторных и полевых условиях.

Использование изобретения позволяет значительно сократить сроки проектирования зданий и сооружения в районах с вечномерзлыми грунтами.

Формула изобретения

Устройство для испытания мерзлого грунта на сдвиг, содер,жащее срезное приспособление в виде опрокинутой кольцевой емкости с выступами на внутренних стенках, щтангу, закреплены на ней кольцевой щтамп и

измерительное приспособление, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерений и расщирения диапазона исследований, щтамп размещен внутри кольцевой емкости с возможностью вертикального перемещения Б ней, выполнен перфорированным с направляющими пазами на внутреннем и внешнем периметрах, в которых размещены выступы кольцевой емкости, и оснащен обогревателем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Руководство по определению физических, теплофизических и механических характеристик мерзль1х грунтов. М., Стройиздат. 1973, с. 109-117.

2.Авторское свидетельство СССР № 529922, кл. Е 02 D 1/00, 1978.