Устройство для определения прочностных характеристик грунта Советский патент 1982 года по МПК E02D1/02 

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам для определения прочностных характеристик грунта, и может быть использовано при инженерно-строительных изысканиях. .

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения прочностных характеристик грунта, включающее приспособление для создания вертикальной нагрузки, верхнюю и нижнюю секции грунтоприемной камеры с кольцевой вставкой между ними, снабженной зубьями, механизм поворота, связанный с кольцевой вставкой, и измерительные приспособления ijНедостатком известного устройст-: ва является отсутствие возможности определения прочностных характерис- . тик грунтов при нескольких отличных друг от друга по величине, но строго постоянных скоростях деформирования, т.е. определения параметров пиковой и остаточной прочности, необходимых для расчетов устойчивости и прогнозирования смещения природных склоно в и искусственных откосов из-за использования в конструкции устройства тонких гибких тяг, соединяющих кольцевую-вставку с механизмом поворота, которые сильно деформируются, вытягиваясь в процес-i се испытаний, особенно при исследовании грунтов, обладающих высокими прочностными свойствами, к образцам которых прикладываются большие нагрузки. Наличие сильно деформируемого связующего звена между кольцевой вставкой и механизмом поворота яв10ляется причиной недостаточной точности определения прочностных характеристик. Кроме того, в известном ,устройстве отсутствует жесткий сило:измеритель, собственные деформации

15 которого на несколько порядков (в 10 и более раз) меньше, чем деформации среза исследуемых образцов грунта.

В механизме поворота известного

20 устройства отсутствует также приспособление, задакицее постоянные, но различные по величине скорости деформирования, вследствие чего невозможно прддержание скоростей вра25щения кольцевой вставки постоянными.

Цель изобретения - расширение диапазона исследований и повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем

30 что в устройстве для определения прочностных характеристик грунта, включающем грунтоприемную камеру, образованную верхней и нижней секциями и размещенной между ними коль цевой вставкой е зубьями на своей внутренней поверхности, механизм поворота с тягой и измерительные приспособления, тяга выполнена в виде зубчатой рейки, авнешняя цилиндрическая поверхность кольцевой вставки. - зубчатой, причем зубчатая рейка и внешняя поверхность кольдевой вставки взаимодействует между собой. . . Деформация тяги, выполненной в виде массивной зубчатой рейки и силоизмерителя в виде трубчатого тензодинамометра, ничтожно малы -по сра нению с деформациями среза грунтово го образца. Нагружающий механизм позволяет обеспечить ряд постоянных;/ но различных по величине скоростей деформирования. На фиг.1 показано предлагаемое устройство, вертикальный разреэ; -на фиг.2 - то же, горизонтальный разрез. Грунтоприемная камера устройства выполнена из верхней 1 и нижней 2 закрепленных от вращения секций с расположённой между ними кольцевой вставкой 3, имеющей возможность сво бодно вращаться, на внутренней Цилиндрической поверхноСви которой выполнены прямоугольные зубья 4, а на наружной - обычная треугольная зубчатая нарезка 5. На сплошной цилиндрический образец 6 грунта через зафиксированный от вращения рифленый перфорированной штамп 7 с помощью гидродомкрата 8 передается вертикальная нагрузка. Скорость деформирования задается с помощью механизма поворота, соединенного с кольцевой вставкой 3 жесткой рейкой 9, установленной в направляющих 10 и соединенной с силоизмерителем И, который крепится к винт-гайке 12, соединенной с редуктором 13 и электродвигателем 14. Образец -6 грунта фиксируется от поворота риф лёными перфорированными штампом 7 и основанием 15. Вертикальные деформации образца грунта замеряются стрелочным индикатором 16, а го ризонтальные - индикаторам 17. Сипоизмеритель 11 подключается к контрольно-измерительной аппаратур с помощью разъема 18. Устройство для определения проч ностных характеристик грунта работает следующим образом. На нижнюю неподвижно закрепленн секцию грунтоприемной камеры 2 с р леным перфорированным основанием 1 устанавливается кольцевая вставка на внутренней цилиндрической повер ности которой выполнены прямоуголь ные зубья 4 для зацепления грунта образца 6 вставкой 3 при ее вращении. Затем устанавливается верхняя, крепящаяся от вращения секция грунтоприемной камеры 1. Заранее приготовленный сплошной цилиндрический образец 6 исследуемого грунта помещается вгрунтоприемную камеру, при этом в него врезаются прямоугольные зубья 4 кольцевой вставки 3. Сверху на образец 6 грунта устанавливается передающий вертикальную нагрузку и зафиксированный от вращения рифленый перфорированный штамп 7, который совместно с рифленым перфорированным основанием 15 закрепляет образец 6 грунта от прокручивания. Собранная грунтоприемная камера с образцом 6 грунта устанавливается под гидродомкрат 8, при этом зубья 5 на наружной цилиндрической поверхности кольцевой вставки 3 входят в зацепление с зубьями жесткой зубчатой пейки 9. К рифленому перфорированному штампу 7 прикладывается вертикальная нагрузка, в редукторе 13 устанавливается передаточное числЬ, соответствующее требуемой скорости деформирования, включается двигатель 14. Производится деформирование образца 6 грунта с заданной, строго выдерживаемой постоянной скоростью-. Величина возникающего при этом сопротивления грунта срезу фиксируется силоизмерителем 11. Использование предлагаемого изобретения позволит расширить диапазон определяемых параметров прочности, повысить точность-определения прочностных характеристик, необходимых для расчетов устойчивости различных инженерных сооружений, природных / склонов и искусственных откосов, в результате обеспечения возможности проведения испытаний при различных, но строго постоянных по величине скоростях деформирования за счет того, что наружная цилиндрическая по верхность кольцевой вставки выполнена с зубьями, а механизм поворота связан с ней зубчатой рейкой. Устройство позволяет определить прочностные характеристики не только при постоянных скоростях деформирования, но и при других режимах испытаний при постоянной по величине срезающей нагрузке, при ступенчатом загружении, при увеличении срезающей нагрузки с постоянной скоростью. .При этом нагрузка прикладывается непосредственно к силоизмерителю 11 при отсоединенной винтгайке 12...