Устройство для исследования разупрочнения пластичных грунтов при вибрации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 65 5 Е 02 0 1/02 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТЕЛ ЬСТВ ВТОРСКОМ 2 е погруже- труктурноч но-вязких с,835 в 8, сти изменепри вибраДОВАНИЯ Х ГРУН(вел ,ОО(56) Ребиндер П.А. и др. О методния конуса для характеристики смеханических свойств пластител. ДАН СССР, 1949, т,б 4, М б,Кутергин В.Н., Закономернония свойств глинистых грунтовции, МНаука, 1989, с.48 - 54.54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕРАЗУПРОЧНЕНИЯ ПЛАСТИЧНТОВ ПРИ ВИБРАЦИИ Изобретение относится к устроиствам для исследования механических свойств материалов, в частности, к устройствам для определения пластической прочности (или сцепления) грунтов в условиях вибрации и может быть использовано в различных отраслях науки и техники, например, для прогнозирования поведения пластичных грунтов в сейсмоактивных областях при возможных землетрясениях, в основаниях машин и механизмов, передающих на них динамические нагрузки; АЭС, насосы, турбины, пневмомолоты, поезда и т,п.Известно устройство для определения пластической прочности в статических условиях, содержащее конический или шаровой индентор, шток-держатель конуса с направляющей, систему нагружения и определения величины перемещения конуса(57) Использование: исследование механических свойств материалов, определение пластической прочности грунтов в условиях вибрации, прогнозирование поведения пластичных грунтов в сейсмоактивных областях при возможных землетрясениях, в основаниях машин и механизмов, передающих на них динамические нагрузки: АЭС, насосы, турбины, пневмомолоты, поезда, Сущность изобретения; устройство выполнено в виде стоек, жестко связанных с еибростолом, и поперечной балки. Устройство содержит кольцо для образца, Нагрузочное приспособление выполнено в виде пружины и упорного болта. Пружина размещена на направляющем штоке между индентором и упорным болтом. 1 ил. относительно образца грунта, установленного на столе,Недостатком устройства является то, что оно приспособлено для определения пластической прочности (или сцепления) только в условиях статического положения образца или при его равномерном подъеме,Наиболее близким к заявленному является устройство для исследования разупрочнения пластичных грунтов при вибрации, содержащее корпус в виде стоек и поперечной балки, кольцо для образца грунта, индентор с направляющим штоком, вибростол, нагрузочное и измерительное приспособление.Недостатком устройства является то, что в нем при исследовании грунтов не учтена зависимость глубин погружения индентора от скорости и длительности колебаний, 176186550 Цель изобретения - повышение точности исследования за счет исключения влияния амплитуды колебаний на величинунагрузки на индентор.Достигается цель тем, что нагрузочноеприспособление выполнено в виде пружины и упорного болта, при этом, пружинаразмещена на направляющем штоке междуиндентором и упорным болтом, установленным с возможностью перемещения в поперечной балке корпуса, а стойки корпусажестко связаны с вибростолом,На чертеже представлено устройство,общий вид.Устройство содержит корпус в виде стоек 1 и поперечные балки 2, кольцо 3 дляобразца грунта, индентор 4 с направляющим штоком 5, нагрузочное приспособление в виде пружины 6 и упорного болта 7,Стойки 1 корпуса жестко связаны с вибростолом 8. Упорный болт имеет резьбу 9 ипроходитчерез резьбовое отверстие в поперечной балке 2, которое выполнено со смещением от центра балки, что даетвозможность на одном образце определитьпрочность грунта несколько раз - за счетпроворачивания образца после каждого определения. Поперечная балка на концахимеет отверстия 10, через которые свободно проходят стойки 1. Поперечная балка 2 спомощью гаек 11 крепится к стойкам. Купорной площадке 12 конуса через шарикоподшипник 13 прижата пружиной нижняячасть подставки 14 для измерения глубиныпогружения конуса,Подставка состоит из двух частей, позволяющих с помощью винта 15 регулировать его высоту и фиксировать заданноеположение.На подставку для определения глубиныпогружения конуса упирается подвижнаячасть индикатора деформации часового типа 16, укрепленного на поперечной балке спомощью отверстия и винта 17. Упорныйболт фиксируют в определенном положениис помощью гайки 18 и контргайки 19.Устройство работает следующим образом.Кольцо 3 с образцом грунта крепят квибростолу 8, к которому также жестко закреплено устройство. С помощью упорногоболта конус подводят к поверхности грунта,Индикатор часового типа устанавливают наподставку для измерения деформаций и выводят на ноль. С помощью упорного болтасжимают пружину 6, причем, шарикоподшипник 13 позволяет легко проворачиваться пружине относительно конуса.Усилие на конус определяют исходя изжесткости пружины по разнице между вели 5 10 15 20 25 30 35 40 45 чиной передвижения упорного болта, контролируемого, например, с помощью подсчета целых оборотов и градусов проворачивания болта и по шагу резьбы, и глубиной поружения конуса в грунт, определяемого по индикатору деформаций. После погружения конуса на желаемую глубину, определяемого исследователем, сжатие пружины прекращают и его положение фиксируют с помощью гайки 18 и контргайки 19. После записи отсчетов глубины погружения конуса и величины сжатия пружины, индикатор деформации снова выводят на ноль - для создания запаса измерения больших деформаций. Включают вибратор и, после определенного программой исследований времени, выключают. По индикаторудеформации определяют глубину погружения конуса во время вибрации, Если произошло дополнительное погружение конуса во время вибрации, то эту величину перемещения учитывают при расчете величины усилия, передаваемого на конус, так как с погружением конуса в грунт будет происходит расслабление пружины и следовательно, уменьшение силы давления на конус.Порядок расчета пластической прочности грунта в статическом состоянии и в условиях вибрации будет следующим.При величине перемещения упорного болта й 1 и глубине погружения конуса в грунт Ьг, пластическую прочность грунта в статическом состоянии определяют по формуле:Рп= К Е/Ь =- К С(М-Ьг)/Йг: где С - жесткость пружины, К - коэффициент, зависящий от угла заострения конуса и равный единице для конуса с углом в ЗОО.Если после вибрации произошло дополнительное погружение конуса в грунт на величину йз, то пластическую прочность в условиях вибрации определяют по формуле;Рт = К С (п 1 - пг - пз)/(Ьг+ Ьз) .Для слабых грунтов, для повышения точности определения и расчета Рп можноО учесть влияние инерционных масс конуса, подшипника и подставки для измерения деформации в,: Р = К С(п 1 - пг - пз)+ пъо(1+ а /9)/(Ьг+пз)г; здесь а и ц - ускорение колебания и ускорение свободного падения.Степень изменения прочности (К,) определяют по формуле, К, = Рв /Рп, а коэф.С О фициент разупрочнения Кр = Рп /РпО СФормула изобретения Устройство для исследования разупроч. нения пластичных грунтов при вибрации1761865 Составитель М, Слинько Редактор Техред М.Моргентал Корректор Н. СлободянЗаказ 3238 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 содержащее корпус в виде стоек и поперечной балки, кольцо для образца грунта, индектор с направляющим штоком, вибростол, нагрузочное и измерительные приспособления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности исследования за счет исключения влияния амплитуды колебаний на величину нагрузки на индентор, нагрузочное приспособление выполнено в виде пружины и упорного болта, при этом пружина размещена на направляющем штоке между индентором и упорным 5 болтом, установленным с возможностью перемещения в поперечной балке корпуса, а стойки корпуса жестко связаны с вибростолом.