Прибор для исследования физико-механических свойств грунта Советский патент 1981 года по МПК E02D1/00 

(54) ПРИБОР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГРУНТА

Изобретение относится к строительству и предназначено для определения прочностных характеристик грунтов. Известен прибор для определения вполевых условиях только параметров сдвига грунта по схеме недрёнированных испытаний, включающий крыльчатку, нагрузоч1 ую камеру с эластичной диафрагмой, пневмауическую систему нагружения и измерительные приборы 1. Недостатком этого прибора является низкая точность и малый диапазон исследования физико-механи ческих свойств грунтов. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является прибор, включающий цилиндрический корпус, герметично закрытый крышкой, нагрузочную камеру с гибкой диафрагмой, поршни, тонкостенную гильзу для образца грунта и крыльчатку. Для определения параметров сдвига тонкостенная гильза с образцом испытуемого грунта устанавливается в прибор, надевается крышка с одновременным внедрением в грунт крыльчатки, создается давление в нагрузочной камере, которое через гибкую диафрагму и поршень передаётся на образец. Замеряется деформация образца. Повчэротом крыльчатки производится срез с замером усилия среза. Параметры компрессии и консолидации определяются в той же последовательности, но используется имеющаяся в комплекте прибора крышка без крыльчатки 2. Недостатком этого прибора является ограниченный ход поршня ввиду сопротивления гибкой диафрагмы при растяжении, что не позволяет испытывать сильносжимаемые грунты, а из-за потери давления на это растяжение уменьц ается точность испытания грунта. Цель изобретения - расширение области исследования и повышение точности испытания грунтов путем исключения сопротивления гибкой диаФрапад при растяжении. Поставленная цель достигается тем, что в приборе для определения физико-механических свойств грунта, включающем цилиндрический корпус, герметично закрытый крышкой, нагрузочную камеру с гибкой диафрагмой, поршни, тонкостенную гильзу для образца грунта и крыльчатку, нагрузочная камера снабжена концентрично расположенными перфорированными кольцами, а диафрагма выполнена из гибкого материала с

малым коэффициентом трения в форме опрокинутого стакана со свободно укладывающимися стенками в пространство между перфорированными кольцами.

На чертеже изображен предлагаемый прибор, разрез по оси.

Прибор имеет цилиндрический корпус 1, нагрузочную камеру 2, перфорированные кольца 3, гибкую диафрагму 4 в форме опрокинутого стакана, стенки которого уложены в пространство между перфорированными кольцами.

В корпусе размещены объемный перфорированный поршень 5, через который передается давление на образец и отводится отжимаемая из грунта вода, и тонкостенная гильза 6 для образца грунта. Порщень при движении вверх входит в гильзу с минимальным зазором, без перекоса, и сжимает гр/нт.

Корпус закрывается герметично крышкой 7, которая является верхним упором образца грунта. На крышке крепятся крыльчатка 8 с помощью герметичного подшипника 9, обеспечивающего, свободное вращение ее без перемещения вдоль своей оси, и стальные тонкие стопорные штыри 10. При установке крышки 7 крыльчатка 8 и стопорные штыри 10 внедряются в образец грунта.

При создании давления в нагрузочной камере складки гибкой диафрагмы 4 сжимаются под воздействием бокового давления, возникающего при перфорации колец 3. При этом движение поршня вверх происходит за счет распрямления складок, а не растяжения гибкой диафрагмы. Потери давления на образец грунта определяются усилением на распрямление складок, зависящим от коэффициента трения материала диафрагмы.

Вследствие придания гибкой диафрагме сразу рабочей формы опрокинутого стакана ход поршня становится независимым от растяжимости ее материала. Это позволяет испытывать грунты разной степени сжимаемости. Область применения прибора расширяется.

Для изготовления диафрагмы могут быть использованы, кроме резины, полимерные пленки с малым, коэффициентом растяжения, например фторопластовые. Малый коэффициент трения материала диафрагмы обеспечивает почти полную передачу давления в нагрузочной камере на образец грунта, что повышает точность испытания.

Формула изобретения

Прибор для исследования физико-механических свойств грунта, включающий цилиндрический корпус, герметично закрытый крышкой, нагрузочную камеру с гибкой диафрагмой, поршни, тонкостенную гильзу для образца грунта и крыльчатку, отличающийся тем, что, с целью расширения области исследований и повышения точности испытаний путем исключения сопротивления гибкой диафрагмы при растяжении, нагрузочная камера снабжена концентрично расположенными перфорированными кольцами, а диафрагма выполнена из гибкого материала с малым коэффициентом треиия в форме опрокинутого стакана со свободно укладывающимися стенками в пространстве между перфорированными кольцами.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

2.Гордиенко А. А. и др. Прибор для исследования свойств грунтов в полевых условиях. «Транспортное строительство, 1978, № 11, с. 42-44 (прототип).