Устройство для испытания грунта на сдвиг

СОЮЗ СОВЕТСНИХ ОаИцзшЮепа СПУБЛИН 9) О 026100 ОДЕ еа- ет резь- Е ТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР М ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ С(71) Всесоюзный ордена Трудового Крас ного Знамени научно-исследовательский институт горной .геомеханики и маркшейдерского дела(53) 624.131.377.002.56(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство С 9 203997, кл. Е 02 О 1/00, 1967.2. Авторское свидетельство СССР Р 203999, кл. Е 02 01/00, 1968 (прототип).(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЬУПНИЯ ГРУНТА НА СДВИГ, включающее камеру для образца, расположенный в ее нижней части штамп с приводным винтовым ЕТЕНИЯ " механизмом его вертикального перемщения, приспособление для созданиянригруза на образец и динамометр,связанный с механизмом вертикальнго перемещения штампа, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повщения точности измерений, оно снажено дополнитель ными, расположеннымв ряд штампами, каждйй иэ которыхимеет дополнительный винтовой механизм, привод выполнен с цепной передачей, имеющей установленные. на кадсм винтовом механизме звездочки,а винтовые механизмыс разным шпом резьбы, причем отношение днамров звездочек смежных винтовых механизмов равно отношению шага их35 Изобретение относится к испытательной технике и прецнаэначено для исследования слабых горных пород и,грунтовна сдвиг при сложном распределениисдвигающих усилий и при различныхзнаках прикладываемой нагрузки, 5Известно. устройство для испытаниягрунтов на сдвиг, содержащее камерудля образца грунта, штамп, приспособления для создания нагрузки 1 ).Данное устройство позволяет определить только величины критическихсднигающих напряжений при приложениинагрузки одного вида по всему объему образца, В натурных условиях такойвид нагрузки практически не встречается, и грунты испытывают весьмасложное нагружение, когда на однихиз участков поверхности грунта нагрузка увеличивается, на других участкахв то же самое время нагрузка остается на прежнем уровне или уменьшается. 20Наиболее близким техническим решением к изобретению является прибор:для определения сопротивления грунтасдвигу, включающее камеру для образца, расположенный в ее нижней части 25штамп с приводным винтовым механизмом его вертикального перемещения,приспособление для создания пригруэа на образец и динамометр, связанный с механизмом вертикального перемещения штампа 2 .Недостатком известного устройстваявляется низкая точность измерениявниду того, что в устройстве при испытании грунтов невозможно создатьусловия, близкие к реальным,Целью изобретения является повышение точности измерений.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для испытаниягрунта на сдвиг, включающее камеру 40для образца, расположенный в ее нижней части штамп с приводным винтовым механизмом его вертикальногоперемещения, приспособление для соз"дания пригруза на образец и динамометр, связанный с механизмом вертикального перемещения штампа, снабжено дополнительными, расположеннымив ряд штампами, каждый из которыхимеет дополнительный вцнтоной меха" 50низм, привод выполнен с цепной передачей, имеющей установленные на каждом винтовом механизме звездочки,а винтовые механизмы - с разным шагом резьбы, причем отношение диаметрон звездочек смежных винтовых механизмов равно отношению шага их резь"бы.На Фиг.1 изображено устройство,общий вид, на фиг.2 - узел 1 на фиг.1,продольный разрез, на фиг.З - кинематическая схема принода устройства.Устройство для испытания грунтана сдвиг включает образец грунта 1,расположенный в корпусе устройства 2,снабженного герметичной крышкой 3; 65 Сжатый ноздух или жидкость, необходимые для создания нормального давления на поверхности образца грунта, подают по шлангу 4 в полость крышки 3. В днище корпуса установлены винтовые механизмы 5 с динамометрами б и штампами 7, установленными в ряд.сКаждый из винтовых механизмов снабжен звездочкой 8, которые в свою очередь, установлены на подшил- никах 9 и имеют шаровую втулку 10 с Фиксатором 11, Все звездочки 8 соединены цепной передачей 12 через натяжной блок 13 с приводом 14, при этом отношение диаметров звездочек 8 смежных механизмов 5 ран но отношению шага их работы.Устройство работает следующим образом.Через шланг 4 подают сжатый воздух и создают нормальное давление на поверхности образца 1. При включении привода 14 цепная передача 12 приводит но вращение звездочки 8, производя тем самым осевое перемещение винтовых механизмов 5, которые, н свою очередь, создают усилия на штампах 7 и на образце 1, величина усилия фиксируется динамометрами б. При этом возможны следующие варианты нагружения образца 1. Если кинематическая схема устройствасобрана так, как это показано на Фиг.З пунктирной линией, то все звездочки вращаются н одном направлении и создают возрастающую нагрузку на образце, Когда меньшие звездочки имеют винтовые механизмы с меньшим шагом резьбы, то скорость осевого перемещения у них минимальна, а с ростом диаметра звездочек,т.е. при переходе от одного винтового механизма к другому слева направо, скорость нагружения увеличивается, и образец подвергается неравномерному сжатию с образованием линий. сдвига между штампами, Если кинематическая схема собрана так, как это показано на Фиг.З сплошной линией, то звездочки вращаются во встречных направлениях, и на одних участках образца нагрузка увеличивается, а на других снижаетсяСкорость нарастания нагрузки определяется соотношением между диаметрами звездочек и шагами винтовых механизмов . В процессе опыта регистрируется, наряду со сдвиговы" ми нагрузками, изменение рельефа поверхности образца, линии сдвига, величину деформаций смещения и дру" гие интересующие практику характеристики.В случае необходимости изменения параметров устройства путем переостановки винтовых механизмон первоначально открывают стопор 11, и вращая втулку 10, вынимают нинтовой механизм 5, а затем и втулку 10 и ставят их на место другого винтового механизма 5,1033634 Составитель Л.Тронинаедактор Н.Пушненкова Техред И,Метелева КорректорА.Иль 77/31 Тираж б 73ВНИИПИ Государственного комитепо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Рауюская а одписнССР б иал ППП "Патент", г. Ужгород,роектна застопорив его затем стопором 11. Переставив винтовые механизмы 5 в нужном порядке и отрегулировав их .по высоте, устанавливают образец 1, крышку 3,. и опыт повторяется при новых условиях нагружения.Предлагаемое устройство позволяет моделировать такие процессы, как пучения в выработках, сдвижения гор-ных пород и грунтов, процессы пере"распределения деформаций и нагрузок,связанные с отработкой месторождений, что позволит обоснованно выби рать экономичные параметры отработки месторождений, исключаюшие опасные проявления горного давления.