Устройство для испытания образцов грунта Советский патент 1982 года по МПК E02D1/00 G01N3/08 

Изобретение относится к строительству, в частности к устройствам для определения физико-механических свойств грунта и может быть использовано в гидротехническом, промышленном и транспортном строительстве.

Известно устройство для испытания грунта, включающее центрирующие направляющие,, крепежные головки и обоймы с эластичными прокладками 1 ;

Однако оно не обеспечивает испытание водонасыщенных малосаязанных . грунтов, так как при создании растягивающей нагрузки происходит нарушение прочности образца в зоне захвата,

Наиболее близким к предлагамому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для испытания образцов грунта, включающее имеющий отйерстие захват, соединенный с крьлдкой, нагрузочное и измерительные приспособления 2j.

Недостатком устройства является низкая точность измерений, обусловленная отсутствием необходимого контакта поверхности захвата с водрнасыщенным малосвязанным образцом грунта.

Цель изобретения - повышение точности испытаний образцов водонасыщенного грунта.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для испытания образцов грунта, включающее имеющий отверстие захват, соединенный с крыакой, нагрузочное и измерительные при10способления, снабжено размещенным между захватом и крышкой, сильфоном с емкостным датчиком в его основании и соосно расположенным внутри этого сильфона, также имеющим дат15чик в основании, дополнительным сильфонс, а также установленным под захватом тарельчатым фильтром . с центральной выемкой сверху, а заXBkT выполнен с кольцевой ножевой

20 частью и наружной гибкой оболочкой, причем крышка снабжена обратным клапаном, дополнительный сильфон соединен с крышкой, а датчик основного сильфона пропущен через отверстие

25 в захвате и оперт в выемку тарельчатого фильтра. При этом захват и крышка могут быть соединены между собой имеющими талрепы стойками.

На че этеже показано устройство,

30 общий вид.

Описываемое устройство состоит цэ захвата в виде поддона 1 с коль.цевым ножом 2 и крышки 3. Между ними расположен сильфон 4. Под поддоном закреплен фильтр 5 тарельчатого типа. На поддоне внутри сильфона 4 установлен емкостной датчик б. К крьеаке 3 прикреплен дополнительный сильфон 7, на нижней крышке 8, которого установлен индуктивный датчик 9, Крышка 3 снабжена клапаном обратного действия 10. Между крышкой 3 фильтром 4 и поддоном 1 расположены в местах из соединения герметизирующие уплотнительные кольца 11 и 12. Крынка 3 и поддон 1 снаружи основного сильфона соединены посредством . имеющих талрепы 1.3 стоек 14, в крышку BCJC роено грузовое кольцо 15,

.соединенное с нагрузочным устройством (на чертеже не показано). Грузовое кольцо включает серьгу 16, соединенную с крышкой 3 посредством гайки 17, имеющей в сечении П-образную форму. Образованная полость необходима для регулирования положения сердечника 18, посредством вращения винта 19. Между гайкой 17 и крышкой 3 расположено уплотнительное кольцо 20. Фильтр в центре имеет выемку 21, в которую опирается конец трубки емкостного датчика 6, имеющей на конце отверстия для пропуска скапливающейся поровой воды, проходящей через образованные отверстия 22 в фильтре. К наружной поверхности поддона прикреплена герметизирующая оболочка 23. Между сильфоном 7 и крьнлкой 3 расположено уплотнительное кольцо 24.

Работа устройства заключается в следующем.

На крышку 3 через грузовое кольц 15 прикладывают внешнее сжимающее усилие, которое через сильфон 4 передается на поддон 1, вызывая прижатие кольцевого ножа поддона 1 к исследуемой поверхности. При этом сильфон 4 сжимается, давление воздуха внутри сильфона увеличивается и выбывает сработку обратного клапана 10. Клапан открывается и происходит стравливание части внутреннего воздуха из сильфона 4. Дополнительтлй сильфон 7 сжимается и тем самым вызывает перемещение нижней крышки 8 и катушек индуктивного датчика 9 относительно сердечника 18. Снимают давление, действующее на крышку 3 и приводят во вращение талрепы 13. Под действием собственных упругих сил и вращения талрепов, сильфон 4 разжимается. Клапан 10 закрывается,i а внутри сильфона 4 возникает вакуум. Сильфон 7 под действием сил вакуума растягивается, вызывая пере- ; мещение катушки датчика 9, и таким

образом, измеряют величину вакуума внутри основного сильфона.

Под действием вакуумирующих сил свободная поровая жидкость из грунта поднимается через отверстия 22

фильтра 5, скапливается в выемке 21 и далее поднимается по трубке емкостного датчика 6. При этом изменяется диэлектрическая постоянная емкостного датчика, по которой и

измеряется скорость нарастания уровня воды в трубке датчика и тем самым определяются коэффициенты фильтрации исследуемого грунта. Герметичность полостей сильфона 4 и 7 обеспечивается резиновыми уплотнительными кольцами 11, 12 и 24. По.мере увеличения притока поровой Аидкости в поддон 1 и трубку емкостного датчика б степень вакуума начинаетпонижаться, дополнительный сильфон 7 из растянуто -о положения постепенно начинает переходить в сжатое, о чем свидетельствуют показания индуктивного датчика 9. Затем серьгу 16 через гайку 17 присоединяют к загрузоч ной системе, позволяющей создавать растягивающие нагрузки на образец. Через серьгу 16, крышку 3, сильфон 4 и поддон 1 растягивающее усилие

передается на испытываемый грунт. При этом корпус сильфона 4, растяги-. вается, что вызывает появление дополнительного вакуума внутри сильфона 4. Сильфон 7 растягивается. Приводят в движение катушки индуктивного датчика 9, По показаниям датчика 9 регистрируют степень вакуума в сильфоне 4. При необходимости проводят регулировку вакуума, путем дополнительного сжатия сильфона 4 и сработки клапана 10. Растягивающую нагрузку прикладывают ступенями до момента разрыва испытываемого образ.ца. По величине разрывного усилия определяют прочность образца. В случае, когда растягивающее усил.ие превосходит предел прочности материала сильфона, срабатывают талрепы 13, которые предохраняют корпус сильфона 4 от разрушения.

Использование изобретения значительно повышает точность испытаний и определения прочностных свойств водонасыщенных грунтов материалов . при их растяжении.

Формула изобретения

1. Устройство для испытания образцов грунтаf включающее имеющий отверстие захват, соединенный с крышкой , нагрузочное и измерительные приспособления, отличающеес я тем, что, с целью повышения точ;ности испытаний образцов водонасыщен