Устройство для измерения динамического модуля сдвига грунта Советский патент 1982 года по МПК E02D1/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО МОДУЛЯ СДВИГА ГРУНТА Изобретение относится к строительству, к технике исследований физико-механических свойств грунтовых материалов и, в частности к устройствам для определения динамических свойств грунтов при сложном напряженно-деформированном состоянии. Известно устройство для определения динамических сдвиговых характеристик материалов, содержащее электромагнитный вибратор, состоящий из якоря и установленного с зазором относительно него, неподвижно закрепленного на корпусе сердечника, индуктивный приемник колебаний с постоянным магнитом и штамп-осциллятор , Недостатком устройства является низкая точность измерения и недостаточная надежность работы вследствие необходимости корректировки взаимного положения элементов электромагнита и датчика, так как вызванные деформацией образца изменения положения рычага сопровождаются нарушением соосности элементов электромагнитного, вибратора и датчика. Наиболее близким к изобретению техническим рещением является устройство для определения дина.мических характеристик материала, включающее вибратор с постоянными магнитами и электромагнитами, индуктивный приемник, штамп-осциллятор и соединительный кабель. Данное устройство обеспечивает повышение точности измерений и надежности работы устройства в результате исключения взаимных смещений якоря и сердечника вибратора, а также катушки индуктивности и постоянного магнита 2. Однако недостатком устройства является сложность измерения сдвиговых динамических характеристик внутри массива грунта из-за сложности контакта штампаосциллятора с испытуемой средой. Цель изобретения - обеспечение измерения сдвиговых динамических характеристик внутри массива грунта. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения динамического модуля сдвига грунта, включающем вибратор с постоянными магнитами и электромагнитами, индуктивные приемники, щтампосциллятор и соединительный кабель, штампосциллятор выполнен в форме полого разъемного диска и снабжен размещенным в его полости на подшипниках инерционным элементом, на котором смонтированы постоянные магниты и индуктивные приемники, причем на внутренней поверхности штампаосциллятора, размещены электромагниты с возможностью взаимодействия с постоянными магнитами. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. I. Устройство содержит штамп-осциллятор 1 для контакта с испытуемой средой в виде полого диска с помещенным внутри него инерционным элементом 2. На инерционном элементе укреплены постоянные магниты 3. Кроме того, имеются электромагниты 4, укрепленные на штампе-осцилляторе, индуктивные приемники 5, укрепленные на инерционном элементе. Инерционный элемент 2 закреплен в подщипниках 6 и 7, выполненных в виде диска с вырезами. Для фиксации начального положения инерционного элемента относительно штампа предусмотрены резиновые прокладки 8. Устройство содержит винты 9, прокладку 10 и соединительный кабель 11, выведенный наружу в центре одной из сторон штампа-осциллятора. Устройство работает следующим образом. Через соединительный кабель 11 на электромагниты 4 подается переменное напряжение заданной частоты колебаний. При этом происходит возбуждение крутильных колебаний штампа совместно с прилегающим к нему грунтом. Магнитное поле, возбуждаемое в катушке электромагнитов, взаимодействует с постоянными м:агнитами 3, укрепленными на инерционном элементе, и создает вращающий момент, действующий на щтамп-осциллятор, в результате чего он приводится во вращательное колебание совместно с окружающей штамп областью грунта. Колебания штампаосциллятора относительно инерционного элемента регистрируются с помощью индуктивных приемников 5, присоединенных с помощью кабеля 11 к внещнему устройству, например осциллографу, для регистрации и определения динамического модуля сдвига. Определение модуля сдвига может производиться импульсным или резонансным методом. Изменяя частоту переменного напряжения, подаваемого на электромагниты, добиваются попадания механических вращательных колебаний штампа-осциллятора в резонанс, и по частоте и ширине резонансной кривой резонансных колебаний определяют искомые динамические параметры грунта. Таким образом, в результате выполнения штампа-осциллятора в виде полого диска с помещенным внутри него инерционным элементом, электромагнитным вибратором, индуктивным приемником и соединительным кабелем, выведенным в центре одной из сторон штампа-осциллятора, в процессе испытания изобретение обеспечивает измерение сдвиговых динамических характеристик внутри массива грунта. Устройство позволяет исследовать динамические свойства грунтов при сложном напряженно-деформированном состоянии, а также для исследования изменения структурной прочности грунта под действием различных факторов (влажности, температуры). Формула изобретения Устройство для измерения динамического модуля сдвига грунта, включающее вибратор с постоянными магнитами и электромагнитами, индуктивный приемник, штамп-осциллятор и соединительный кабель, отличающееся тем, что, с целью обеспечения измерения сдвиговых динамических характеристик внутри массива грунта, штал-ш-осциллятор выполнен в форме полого разъемного диска и снабжен размещенным в его полости на подщипниках инерционным элементом, на котором смонтированы- постоянные магниты и индуктивные приемники, причем на внутренней поверхности штампаосциллятора размещены электромагниты с возможностью взаимодействия с постоянными магнитами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Руководство по определению характеристик упругих и поглощающих свойств грунтов методом правочных и крутильных колебаний образцов. М., «Энергия, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР № 631588, кл. Е 02 D 1/00, 1978.