Устройство для контроля качества уплотнения грунта Советский патент 1981 года по МПК E02D1/00 G01N9/00 

иа фиг. 2 - то же, но при выполнении устройства с акселерометром и соединением корпуса с базовой машиной; на фиг. 3 - электрическая схема замера ускорения штампа.

Устройство включает полый корпус 1 с внутренним выступом 2 и соосно установленный с ним кольцевой штамп 3, центральный штамп 4 с выступом 5 и расположенными между ним и кольцевым штампом 3 упругими элементами 6 и 7, установленный в центральном штампе 4 датчик силы 8, обмотки 9 и 10, датчик перемещения 11. Электрическая схема устройства включает источник питания 12, выключатель 13, дифференциальный трансформатор 14 с обмотками 15 и 16. Полый корпус установлен на раме 17 базовоймашины, например, катка.

Устройство работает следующим образом.

Полый корпус устанавливают на уплотненный грунт, и под действием мерной нагрузки Р центральный штамп 4 деформирует грунт на величину /. Упругие элементы 6 и 7 имеют первоначальное сжатие, уравновешивающее массу штампа 4 и заданную жесткость, а площадь опорной поверхности кольцевого штампа 3 значительно превосходит площадь опорной поверхности центрального штампа 4. Поэтому при действни нагрузки Р, многократно превосходящей нагрузку от массы штампа 4, кольцевой штамп 3 практически не деформирует грунт, и шток датчика перемещения (прогибомера) И перемещается также на величину /, при этом вырабатывается пропорциональный перемещению электрический сигнал, который подается к регистрирующему прибору (не Показан). Соответственно датчик силы 8 вырабатывает сигнал, пропорциональный действующей силе Р, также «подаваемый к прибору. Зная величину Р и /, а также диаметр щтампа4, по известным зависимостям определяют модуль деформации грунта, а лри наличии соответствующих тарировочных графиков или номограмм - плотность скелета грунта.

После снятия нагрузки штамп 4 автоматически возвращается в исходное положепие и готов к следующему нагружению. При устаиовке корпуса 1 на базовой машине, например на раме 17 уплотняющего катка, при воздействии нагрузки Р центральный штамп 4 посредством упругого элемента 6 увлекает кольцевой штамп 3 до соприкосновения с грунтом, и далее процесс происходит аналогично описанному выше. После снятия нагрузки кольцевой штамп 3 и центральный штамп 4 под воздействием силы сжатия упругих элементов 6 и 7 возвращается в исходное

положение. Усилие предварительного сжатия упругого элемента 7 уравновешивает массы штампов 3 и 4. При этом нагрузка к штампу 4 может прикладываться статически или динамически.

При динамическом приложении нагрузки скорость перемещения штампа 4 при деформировании грунта переменна. Поэтому при установке на штамп 4 обмотки 9,

соединяемой иа момент удара с источником питания 12, в обмотке 10 будет индуцироваться переменная ЭДС, пропорциональная скорости перемещения штампа 4, а во вторичной обмотке 16 днфференциального трансформатора 14 будет возникать ток, пропорциональный ускорению перемещения штампа 4. РГспользуя известное из второго закона Ньютона соотношение между ускорением, массой штампа и действующей на него силой, можно протарировать показание прибора, соединенного с обмоткой 16, непосредственно в единицах действующей на центральный штамп 4 датчика силы. Преимущество такого способа замера - большая величина снимаемого с обмотки 16 сигнала, позволяющего обходиться без усилителя. Замыкание контактов выключателя 13 на время удара может производиться инерционным устройством

(не показано). Устройство обеспечивает увеличение производительности труда и точности контроля уплотненного грунта и может быть использовапо в транспортном, автодорожном, аэродромном и гидротехническом строительстве при возведении земляных сооружений.

Формула изобретения

1.Устройство для контроля качества уплотнения грунта путем замера осадки штампа .под нагрузкой, включающее полый корпус и соосно установленный с ним кольцевой штамл, центральный штамп, установленный концентрично в кольцевом штампе, датчики нагрузки и перемешепия центрального штампа и силовое приспособление, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности труда и точности измерений, кольцевой щтамп выполнен отдельно от полого корпуса и установлен концентрично с ним, а центральный штамп имеет в верхней части выступ с расположенным между ним и кольцевым штампом упругим элементом.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что полый корпус выполнен с внутренним выступом, на который через упругий элемент оперт кольцевой штамп посредством образованного на нем выступа.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик нагрузки выполнен в виде датчика силы и установлен в центральном

штампе.

4.Устройство по п. 1, отличающеес я тем, что датчик нагрузки выполнен в виде акселерометра.

5.Устройство по п. 4, отличающееся тем, что акселерометр выполнен в виде индуктивного датчика скорости, соединенного с обмоткой дифференциального трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 352194, кл. G 01 N 9/36, 1970.

2.Трофименков Ю. Г. и др. Полевые методы исследования строительных свойств грунтов. М., «Стройиздат, 1974, с. 27 (прототип).

//

г.7