Прибор для испытания образцов грунта на сжатие при отсутствии бокового расширения (стабилометр) Советский патент 1953 года по МПК G01N3/10 

Предметом изобретения являетея компреегнонный прибор (стабилометр) для определения стеиени сжимаемости грунтов Б условиях отсутствия бокового расширения образца груита.

Известные комирессиинные приборы иодобного рода (одометры и стабилометры) не обеспечивают нлавного изменения вертикальной нагрузки, равномерного давления на испытуемый образец грунта и полного отсутствия бокового раеигирения, что ириводит к условности расчетных характеристик, сжимаемости грунтов и коэффициента их бокового давления.

В нредлалаемом стабилометре этот недостаток устранен тем, что нагрузочное устройство вынолнено в виде иневматического раснределителя, связанного нглангами и системой игольчатых кранов через воздунполй комненсатор с баллоном сжатого воздуха, а также с верхней и боковыми полостями стабил метра. Такая конструкция нагрузочного устройства обеспечивает бесступенчатое изменение вертикальной нагрузки и равномерное всестороннее гидростатическое давление на испытуемый образец грунта, а также плотное ирилегание резиновой оболочки и гибкой мембраны к поверхности образца и его заданное напря;кенное состояние при отсутствии бокового расширения.

Для замера бокового давления на образец грунта служит ))езервуар воздушного противодавления, снаб;кенный манометрами и соединенный шланга ги п игольчатыми крапами с баллоном сжатого воздуха и корпусом стабилометра,в стенке которого имеется контактный клацан, приводящий в действие электрическое световое сигнальное устройство, которое контролирует величину противодавления.

На черте;ке показана схема предлагаемого прибора.

Он состоит из собственно схабиломегра, воздушного компенсатора, баллона сжатого воздуха и измерительного уст1)ойства с камерой иротпводавления. Стабилометр выполнен в виде металлической камеры (1) с вертикальной цилиндрической внутренней полост.1о; на, конические выстуиы стенок, камеры натянуты края резиновой оболочки (2), прижатые съемными фланцами (3). Между оболочкой и камерой расноложена стальная пруж,ина-обойма (иа схеме ие показана). С боковой стороны в (ггенку камеры ввернут игольчатый кран (4), с которым соединено мерное стекло (5), заканчивающееся двумя игольчатыми кранами, из которых кран (6) является сбросным, а кран (7) соедпнен с воздузиным компенсатором (8) поср.едством резинового пиаига (9) высокого давления. С Н1)отивопололсной боковой стороны в стенку камеры ввсфнут контактный кланак (10), li металлическом 1;орнусс которого рас1юлол;ен поршенек, свободно неремещающнйся :1 нутрь камеры стабнлометра н упирающийся одним концом в металлнческ й упог) с продольным сивохным отверстием, -жестко укренлеиный в изоляторе, который в свою очередь закреплен в корпусе клапана. Иорнгенск н упор включены к электрическую день (11), СОСТ05ПЦУЮ из батареи и сигнальной ламиочки. Зазор между по) и ко)пусом ;лаиана иерекрыт с внутренней стороиы стенки камеры прибора TOHKoit резиновой мембраной (не показана иа ). KiTKTaKTiHbni клалаи itieiTHHeH с измерительным уст1)ойством резиновым Н1лангом (12).

Пространство м(-л;ду резиновой оболочкой иснытусмого образца ir стенками камеры стабнлометра, а также мерное стбало заполнен, водой. В нилшнй фланец камеры ввернут металлическн; поддои (13), нрилсима101Ц й нижний край резиновой оболочкн. В )ерхней части по.тдоиа находится латунная )сн1етка (14) с углублениями для песчаного ilJiLu/cpa; пространство между решеткой ir нолдоном соедннеио каналом со HrryiroiJOM, ввернутым с боковой стороны ноддона. В колы(свой иаз ве|).хнего фла)1|;а камер д вставлено стальное кольцо (15) с IHIVTреннрй )ической латунпой реHiOTKoii (не показана на схеме), ирост|)аиство между которой и кольцом соОби|;ается с натрубсом. Пространств внуТ1)Г1 латунной peiHOTKH после установки испытуемого образца rpyirra за11олияетс5 лесчаным фильтром.

Е верхнему фланцу посредством виитов Н нп;ренлено гидравлическое, нагрузочное устройство. в| иолнен11ос. в виде стальной круглой нлиты (16) с коническими BijicTynaMH. к которым носредством кольца и внгггов притянута тон|;ая ре: 11нова}т мемб)ана (17). В илите посредством Л1туцера закреиле-но мерпо Стекло (18), заканчивающееся BBeiixy игольчатым крапом (19). Пространство мелсду резнновой мемб))аной к плитой, а так:ке мер-ное стекло занолноиы . Мерное стекло (18) через игольчатый кран (1)) соединено резлиовыл )илангом высокого давления с возду ||И1 1М .:омиеисатором (8).

Воздул ный комиепс.ато) представляет собой стальиой полый цилпидр, закрытый с торцов стальными К1)ьинкамн, которые скренлены болтами с фланцами цилиндра. В верхнюю крышку ком1Иисатора вве.)иуты игольчатых крана (20) и (21) л манометр (22). KIKIH (20) соедниен резиновым )илаигом с игсльчатыми кранами (7) (19), а кран (21) - с редуктором (23) баллона (24) со сжатым воздухом и с игольчатым крапом (25) измврлтельло)о устройства. Изме1)ительное устройство представляет собой стальной нолый цилиндр, иодобпый ВОЗДУ1ННОМУ компенсатору. К одно51 из крьннек цилиндра нрисоедннена газовая труба (26) с игольчатыми к 1анами (25), (2-7) л (28) и двумя маноме.трамн (29) и (30). Противололожный конец газовой трубы сосдинси 1)езнновым ньчаигом с контактным кланалом (10).

Процесс иснытання с помоиило предлагаемого прибора ocyн ccтJ ляeтc t следу ои ;им образом. Пе1)ед заклад|;ой об 1азца грулта в стабилометр открывают краны (4) и (6) н зак)ыва1от кран (7), после чего через натрубок краиа (6) отсасывают воздух из камеры стабилометра н кран (4) закрывают. В результате ))азряження во.здуха внутри камеры резлновая оболочка (2) плотно нриж.нмается к пружине-обойме, об))азуя цилиндрическую полост) для помен;ения нсн,1тусмого образца грунта. Еслн г) иесчаlibHi, то об|)азец засынают до BeiJxa нредварител)Но установленного кольца с 1)ениггкой, не и 1именял- .несчаного фильтра. Еслн асе jpyirr гл1гннстый, то 1)едвари ел ио в,1)и занный но ф1:1 1М1: oopaiiCii; грунта всча ляют в камеру стабилометj)a, а в нред(лах ко/1ьца с реик.ткой за)ь1адыва1от песчаный (игльтр, уьлотпяемый трамбовкой.

Затем устанар.ливают гид)ав.:1нч ci;oc нагрузочное уст))ойство, Н1)нтя; верхнюю нлнту вилтамн j; с ))е1ИСТКОЙ, благодаря чему ме.ду ве))ХИ(Й ловерхпост1)10 обр;1зца ii мемб)аной образуется гс1)мотлчес1;ое пространство, со общаю1цееся с внеигаей атмосферой че)ез натрубок. Во время установки нагрузочного уст)ойства iqjaH (19) дол;кС 1 б)лть закрыт, чтобы Н1)е,дунредить утечку 1)0ДЫ из ме)ного стекла в нространство мел;ду плитой и мембра1И)11 за счет Л|)овисания мемб)аны н нонада |ия воздуха, в указанное нространство. Чтобы обесис ить и.г.)гнос н)1;лсга1 ис 1 езнновой оболочки и мембраны к HOP-CPXIIOCTH юб)азца, создается одижпсевое но величине нсзиачите. давление в камере с.табилометра и к нагрузочном уст 10Йстве. Для ;-1того )1)1вают i;piuibi (4), (7), (1)), (20) н закрывают крап (6), после чего постепенным 11Т1:1Плванием крана (21) создается требуемое давление воздуха в ;ом1.4;нсато1)е (8), регистрируемое маиомет1)ом (22). Сжатый 1и1здух из ба:Ллона (24) ноступает в комненсатор (8) н в измерительное устройство через )|;дуктор (23). Уме)1ьинми е объема исиытуемого o6i)a:ijui 1|)унта онределя ют по падению уровней воды в мерных стеклах (л) н (18). Образец мол;ст быт11, в е.чучае необходимости, nacHHieii водой, нроиускаемон сккму вверх чере;; штуцер поддоне п В1 1тскаюп1ей чере;; верхний патрубок.

Перед осуществлением вертнкальиой наг1)узк1 крапы (4) н (7) за1срыва1от, после чего ностспснно повышают да1 ление воздуха в компенсаторе, открьпшя край (21). Давление возлуха но)едаетен на /кпдкость в мерном стекле (18) на1ру: 11Ч| о Ч.- услроГгства и мс.)ез жидкость }ia го|)| зопталы1у п новерхноств оо)азца в виде равномерной нагруз1;н. Лпнейнудо деформации) образца оп1)еделяют посредством деления величины объемной дефо1).мации на нло.цадь образца. Ка;1;дак стуненв нагруз1; г,ыле):1.(:я до полной етабплизацни величины деформации образца. Разгрузка образца нроизводитс5Г при : акрыт(1М кра)ге (21) и отк1)ытом кране (7) путем постеп( |иого периодического iiTKjiiJiiaii ; краиа (fi).

Изме11епие бо|;ового даклсиия на образец i THOBiJeMeiiHo с наг1)узкой ли разгрузкой про)гзводптся следуюн1им образом. Открывая i.paij (25). в камере нротиводаилеиия И311ернтел1 :101о устройстпа создают ие1;отор01 данлеиие воздуха, поступающего it:. ба.:Л)1|а (24), после чего К))а1 нерскръи-миот. Затем, медлен; : ()Т1;1|Г)|)ая край (27), постепенно iimn,.игают лавлеНИе ,;)з,ду.а на но).;

тех П01), Ника

контактного погаснет, т. е. сигнал,на и le воздуха пачдо MOMCIiTii. л;ид1;ости в канет пр(Ч ; 1:н;г Да)ле11ие воздуха иа мере стабило

ио|)11сн(К. кп|па;т1:ог:1 к/шлана c6paci iвают нутем iTi;i) Kpaiia (28). S IBHr;;)io дап.ИПии от 1 ертикал.С.ИМОСТЬ (ЮК ir HiHi итсутствии бокор.пй

ной нгару.: т. е. ве/шчину ко;-)ф||1 ;цие1Гдеформац, та бо:;о15е11 даил11и;я 1Г ко:-)|)фИ1,11ента

il:- асс.она, он еделяют по измеетиым ijjopмулам из данных, полученных в процессе испытания.

П р е д м е т п з о б р е т е н и я

1. для испытания образцов грунта на сл;атие нри отсутствии бокового раснгиренпя (стабилометр), о т л ич а ю щ 1 и с я тем, что, с целью нлав цих) бзестуиенчатого измепен я вертикальпой пагрузки и равпомерпого давлеиия иа испытуемый образец груита, наг|}узочиое устройство выполнено в виде пневматического раснредел1гтеля, связаиHojo Н1лангам1 и системой пгольчатых кранов через воздуипгый компенсатор с баллоном с;к.атого воздуха и верхней плнтой стабиломет)а, в которой закреплеио занолняомое водой мериое стекло, соеднпеиное с верхней иолост1 ю стабнломе-тра, отделенной от испытуемого образца грунта пбкой мемб|)апой.

2.Прибо)) ио и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с (елью создаиия всестороннего гидростатического давлеитгя иа образец трупта для плотного при,тегания сзпновой оболочки п гибкой мембраны к поверхности образца

а так;ке для

обесиеченпя заданного

напряженного соустройство соедистояния, Haj-i) пено также с боковой

нолоствго стабилометра, снабяатп.ой для указанной т(елн )В1м мерным сгеклом и отделеипой оч- исиьггуемого образца резиновой оболочкой.

13. рнбор по

-г, о т л п ч а 10щ 11 и е я тем,

е целью замера оооб)азе1|, грунта нри кового давления г.тсутств п ег) бокового расшпрени ;, нрименеи резе)вуар воздуппюго п)отнводав.1ения, спаб:,кеиный манометрами соединенный шлангашг и ,чат1,гмн ;ранаыи с баллоном с; ;атого воздуха и корпусом стабплометра, в (ггенке котороJ--0 смонтировап ко таитпый кланаи. ириВОДЯ1ЦИЙ в действпе :-)лект));ое сиг1:ал гое у1ГГ1 ойство, ;онт)оЛ11)ую1цее величину и|К)тиводавлеппя.