Способ испытания грунта на сдвиг

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 3/2 я)з 6 попереч ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР М 1196449, кл. Е 02 О 1/00, 1989.Инструкция по эксплуатации устройства для записи результатов, получаемых при работе со сдвиговым прибором СПФМежмонтажспецстрой, М., 1974,(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТА НА СДВИГ(57) Изобретение относится к инженерно-геологическим исследованиям для строительства и касается испытания грунтов на сдвиг. Цель изобретения - повышение точности и Изобретение относится к инженерногеологическим исследованиям для строительства и может быть использовано для исследования прочностных свойств грунта.Цель изобретения - повышение точности и достоверности результатов испытания.На чертеже дана схема прибора для осуществления предлагаемого способа,Прибор содержит электродвигатель 1,редуктор 2, упругий элемент 3 с наклеенными на нем тензодатчиками 4, срезыватель 5 и самописец-графопостроитель 6. Прибор установлен на рабочем столе 7.Способ осуществляют следующим образом.Предвь арительно подбирают площад го сечения упругого элемента дл достоверности результатов испытаний, При испытании образца грунта, размещенного в среэывателе, к нему прикладывают непрерывное сдвигающее усилие через упругий элемент, являющийся силоизмерителем, Предварительно подбирают площадь Апоперечного сечения упругого элемента в зависимости от максимальной сдвигающей силы Гчмакс, максимальной относительной деформации упругого элемента емакс его модуля упругости Е и точности измерения силы Мо и деформации со измерительной аппаратурой из соотношения ( Е АМмакс Ио Емакс со При передаче усилия через упругий элемент с подобранной таким образом площадью поперечного сечения обеспечивается постоянная скорость сдвига. 1 ил. передачи сдвигающего усилия на грунт ис- О ходя из условия возможности надежной и стабильной фиксации минимального значения силы и условия сохранения заданной скорости.СЛИэ первого условия площадь поперечного сечения упругого элемента (А) подбира- Ж ют исходя из величины минимальной силы (котору.о определяет точность эксперимента) и возможности фиксации этого значения с помощью тензорезисторов и измерительных приборов.Например, если нужно измерить предельное значение сопротивления срезу грунта ( т= 50 кПа) с точностью 5) ЬГ = =2,5 кПа, при поперечной. площади срезаемого образца 0,004 м величина минимального значения силы Мо = 10 Н, Минимальное зна 3 1677578чение относительных деформаций упругого элемента с наклеенными тенэорезисторами, которое может фиксироваться с помощью распространенных измерительных приборов, ео = 110, Модуль упругости стали, на которой наклеены тензорезисторы, Е 2 10 МПа, Длина упругого элемента исходя из конструктивных требований=0,1 м.Из зависимости о= Е е, связывающей деформации и напряжения, и принимая до= Мо/А и ео = Ь /1, где Ь- изменение длины упругого элемента, получаютА о 0 5 см 210Е е 2105 1 " 10Таким образом, площадь поперечного сечения упругого элемента должна быть меньше 0,5 см, Если А0.,5 см, стабильно измерить силу с помощью тензорезисторного преобразователя невозможно, Поэтому принимаютАЕ ЕоИз второго условия площадь поперечного сечения упругого элемента подбирают исходя из обеспечения (с заданной точностью) равенства скоростей толкателя и подвижной каретки срезывателя, так как упругий элемент находится между толкателями и подвижной кареткой срезывателя и передает на последние усилие. От действия усилия изменяется длина упругого элемента, поэтому скорости толкателя и подвижной каретки срезывателя различные, Чтобы обеспечить постоянную с заданной точностью скорость среза грунта, подбирают площадь упругого элемента исходя из максимальной силы и допускаемой деформации упругого элемента.Например, максимальная сила, которая может быть передана на упругий элемент во время испытания, Имакс = 10000 Н. Уменьшение длины упругого элемента не должно превышать 0,1 мм. Длина упругого элемента 0,1 м, Модуль упругости упругого элемента Е =210 МПа.Из зависимости О=е Е с учетол0,0001, - з гт = макс/А и Емакс == 110,1полуаютА --- 0,5 см,Кмакс110Емакс 110 3 . 2 . 105Таким образом площадь упругого элемента должна быть больше 0,5 см . Если А0,5 см, скорость среза будет отличаться от заданной скорости больше, чем допустимо. Гоэтому можно записатьИмаксЕмаксЕ5 Учитывая выражения для определенияплощади упругого элемента из первого ивторого условий, можно записатьИмакс АоемаксЕ Ео Е"10 илиМмакс 1-, А МоЕмакс ЕоИспытание образца грунта на сдвигпроизводят в приборе следующим образом.После размещения образца в срезывателе 5 к его подвижной каретке прикладывают сдвигающее усилие от двигателя 1 через редуктор 2 и упругий элемент 3, Величина сдвигающего усилия, преобразованная с помощью тензодатчиков 4 в электрический сигнал, поступает в графопостроитель б, По ходу испытания сопротивление грунта сдвигу с какого-то момента уменьшается, но заданная скорость сдвига не изменяется и не дает обратных деформаций, искажающих заданную скорость сдвига, увеличение длины упругого элемента 3 влияет на результаты в пределах точности измерения.Изобретение позволяет производитьсдвиговые испытания грунтов любой структуры и консистенции при сохранении заданной скорости сдвига постоянной в процессе испытания.Формула изобретения Способ испытания грунта на сдвиг,включающий помещение образца грунта в срезыватель, приложение к нему непрерывного сдвигающего усилия через упругий элемент с тензодатчиками, измерение усилия и определение по полученным данным параметров сдвига грунта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и достоверности результатов. испытания, предварительно подбирают площадь поперечного сечения упругого элемента для передачи сдвигающего усилия в зависимости от максимальной сдвигающей силы и материала упругого элемента из соотношения 501 макс . Ко Емакс Ео Где Ймакс максимальная сила, передаваемая упругим элементом, .1;Емакс - МаксймаЛЬНая ОтНОСИтЕЛЬНаядеформация упругого элемента, обеспечивающая требуемую точность заданной постоянной скорости сдвига грунта.;1677578 Составитель Г, МартыноваРедактор А. Лежнина Техред М.Моргентал Корректор И. Муска аказ 3109 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводствен ательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Е - модуль упругости материала упругого элемента, МПа; А - поперечная площадь упругого элемента, м"; йо - сила, соответствующая одному делению шкалы измерительной аппаратуры, Н;6 - минимальная относительная деформация, которую может зафиксировать 5 измерительная аппаратура.