Стенд для исследования физико-механических свойств грунтов Советский патент 1982 года по МПК E02D1/02 G01M13/00 

(54) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГРУНТОВ

1

Изобретение относится к строительству, в частности к технике для изучения сопротивлений талых и мерзлых грунтов разрушению при сжатии и растяжении, и может быть использовано при инженерно-строительных изысканиях.

Известен стенд для исследования процесса деформирования образцов грунтов, включающий раму, тензометрическую головку и гидропривод 1.

Однако получение на этом стенде высоких скоростей деформирования до 4-5м/с практически невозможно, так как это требует дорогостоящего гидрооборудования высокой производительности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стенд для исследования свойств материалов, включающий раму с установленной на ней опорной щиной, тензометрическую головку, привод с тяговой цепью и смонтированным на ней захватом 2.

Недостатком известного стенда является невозможность проведения на нем исследований процесса сжатия образцов грунта, при которых после деформации образца на некоторую величину (на несколько мм) необходимо остановить тензоголовку.

Цель изобретения - расширение области исследований путем обеспечения испытания образцов грунта на сжатие при вы5 соких скоростях их деформирования.

Поставленная цель достигается тем, что в стенде для исследования грунтов, включающем раму с установленной на ней

10 опорной шиной, тензометрическую головку, привод с тяговой цепью и смонтированным на ней захватом, шина выполнена в своей нижней части с прямоугольным вырезом и снабжена боковыми пластинами, установленными с возможностью перестановки на

боковых гранях шины, причем нижние грани пластин расположены на уровне опорной поверхности шины.

На фиг. 1 изображен предлагаемый стенд 20 общий вид; на фиг. 2 - положение захвата в момент перехода через головку; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1.

На раме 1 смонтированы звездочки 2 и 3 тяговой цепи 4, на которой установлен

захват 5. Захват 5 выполнен с возможностью взаимодействия с тензометрической головкой 6, установленной на направляющих 7. Для предотвращения прогиба тяговой цепи 4 на раме 1 смонтирована опорная щина 8, выполненная с прямоугольным вырезом 9 для выхода захвата 5. На боковых гранях шины 8 смонтированы с возможностью перестановки вдоль выреза 9 ив пределах длины шины 8 боковые пластины 10 и 11, нижние грани 12 и 13 которых расположены на уровне опорной поверхности 14 щины 8. Боковые пластины 10 и 11 зафиксированы на шине 8, например, с помощью болтовых соединений 15. Привод тяговой цепи 4 включает в себя установленные на раме 1 электродвигатель 16, редуктор 17 и цепную передачу 18. Образец грунта 19 установлен между промежуточными плитами 20 и 21, связанными через щаровые соединения 22 и 23 с тензометрической головкой 6 и плитой 24. Для ограничения хода головки 6 на раме I смонтирован ограничитель 25.

Работа стенда осуществляется следующим образом.

Перед проведением опыта захват 5 переводится в положение Б, а боковые пластины 10 и 11 закрепляются на щине 8 болтами 15 в требуемом положении (в зависимости от необходимой величины деформации образца грунта 19). Затем образец грунта устанавливается между промежуточны.ми пластинами 20 и 21 и зажимается между ними перемещением головки 6 влево. При этом головка 6 через шаровое соединение 22 взаимодействует с промежуточной плитой 21, а плита 24 через шаровое соединение 23 - с промежуточной плитой 20. Поскольку усилие зажатия образца грунта 19, необходимое для удержания его между плитами 20 и 21, невелико, то оно обеспечивается просты.м поджатием образца 19 головкой 6, которая удерживается в заданном положении за счет сил трения между ней и направляющими 7. Далее включается электродвигатель 16, который через редуктор 17 и цепную передачу 18 приводит во вращение звездочки 2 и 3, цепь 4 и захват 5. При этом весь привод разгоняется без нагрузки. Захват 5, взаимодействуя сначала с опорной поверхностью 14 шины 8, а затем с нижними гранями 12 и 13 боковых пластин 10 и 11, входит в зацепление с головкой 6 уже при стабильной скорости движения и, перемещая ее по направляющим 7, начинает деформировать образец грунта 19. При подходе захвата 5 к вырезу 9 он выходит из зацепления с головкой 6 (так ничто в данный момент не ограничивает его перещение вверх) и проходит над ней, размещаясь в вырезе 9. После чего головка 6 останавливается. При полном хрупком разрушении образца 19 остановка головки 6 (когда она движется по инерции) осуществляется ограничителем 25. Натяжение цепи 4 производится с учетом обеспечения разворота захвата при переходе через головку 6.

Испытания предлагаемого стенда показали возможность проведения на нем исследований параметров сопротивления мерзлых грунтов сжатию при скоростях деформирования до 6 м/с, характерных для высокопроизводительных траншейных мащин.

Формула изобретения

Стенд для исследования физико-механических свойств грунтов, включаюший раму с установленной на ней опорной шиной, тензо.метрическую головку, привод с тяговой цепью и смонтированным на ней захватом, отличающийся тем, что, с целью расширения области исследований путем обеспечения испытания образцов грунта на сжатие при высоких скоростях их деформирования, шина выполнена в своей нижней части с прямоугольным вырезом и снабжена боковыми пластинами, установленными с воз.можностью перестановки на боковых гранях шины, причем нижние грани пластин расположены на уровне поверхности шины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Рованский М. И. и др. Приборы и оборудование, применяемые при испытании машин для разработки .мерзлых грунтов. М , ЦНИИТЭСтрой, - 1969, с. 4.

2.Авторское свидетельство СССР

Л 321709, кл. G 01 М 13/00, 1969 (прототип). JO 13 1 8 14 I I I I I I 3 I

-K

Фиг.З