Устройство для определения прочностных характеристик грунта

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(5)М. Кл. 6 01 й 3/24 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(5 З) УД 624.131.37(088.8) Дата опубликования описания 300980 З.Г. Тер-Мартиросян, Д,М, Ахпателов,Ю,С. Григорьев и В.А, Тищенко 2) Авторыизобретения(71) Заявите Москов инжене ий ордена Трудового Красного Знаменио-строительный институт им. В,В; Куйбышева 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТА Изобретение относится к строительству, а именно к приборам для определения прочностных характеристик грунта,Известен прибор для определения модуля сдвига грунтов, включающий обойму, состоящую из колец, на внутренней поверхности которых образованы шипы, служащие для сцепления грунта с кольцами при их вращении 1.: Кольца соединены гибкими тягами с вертикальными коромыслами для осуществления закручивания колец на заданный угол.Однако такой прибор не позволяет достигнуть высокой точности .определения сдвиговых характеристик, так как в процессе испытания не обеспечи" вается горизонтальности и взаимной параллельности гибких тяг, большие 20 по размерам шипы на внутренней по- верхности колец создают неоднородное напряженное состояние образца, касательные напряжения в круговом сечении образца грунта распределяются 25 неравномерно по треугольному закону; невозможно учесть влияние больших деФормаций на сдвиговые характеристики иэ-за ограниченности угла поворота жестких коромысел, предназна ченных для осуществления закручивания образца.Известно также устройство для испытания грунта на сдвиг, включающее выдвижное среэное кольцо в виде опрокинутого стакана, на внутренней поверхности которого образованы продольные выступы, служащие для сцепления грунта с кольцом при его вращении 2.Указаное устройство не позволяет достигнуть высокой точности определения прочностных характеристик вследствие того, что сдвиг производится не по строго Фиксированной поверхности, так как при сдвиге кручением по круговой плоскости образуется рваная раковистая поверхность, особенно при испытании глинистых грунтов твердой консистенции; касательные напряжения в круговом сечении образца распределяются неравномерно по треугольному закону; выдвижное срезное кольцо не эаФиксировано от случайных вертикальных и горизонтальных смещений; невозможно учесть влияние больших деФормаций на прочностные характеристики грунта иэ-за отсутствия в устройстве механизма поворота, позволяющего осуществитьеограниченную деформацию сдвига по епрерывной поверхности.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату "является устройство для определения прочностных,характеристию грунта, содержащее приспособление для создания вертикальной нагрузки, верхнюю н нижнюю секции грунтоприемной камеры с кольцевой вставкой между ними, механизм поворота и измери- тельныЕ приспособления 31. Однако точность опреДеления прочностных характеристик в данном прибо.,ре невелика вследствие того, что сдвиг происходит не по строго фиксированной поверхности из-за большого расстояния между торцами ребер, смонтированных на внутренней поверхности грунтаприемной камеры; касательные напряжения в поперечном сечении образца распределяются неравномерно, по трапециедальному закону; сложно приготовить однородный, ненарушенной структуры образец в виде палого цилиндра и, неповредив, установить его в грунтоприемную камеру; внутренний цилиндр грунтоприемной камеры не разделен на две секции кольцевыми вставками, вследствие чего возникает трение образца грунта о наружную поверхность внутреннего цилиндра.Цель изобретения - павышейие точности определения.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве; содержащем приспособление для создания вертикальной нагрузки, верхнюю и нижнюю секции грунтоприемной камеры с кольцевой вставкой между ними, механизм поворота и измерительные приспособления, внутренняя поверхность кольцевой вставки снабжена зубьями высотой 0,02-0,04 и расстоянием между ними 0,04-0,06 диаметра образца, а механизм поворота связан с кольцевой вставкой.На фиг. 1 показано устройство, продольный вертикальный разрез; на фиг, 2 - то же, продольный горизонтальный разрез,Грунтоприемная камера устройства -выполнена из верхней 1 и нижней 2 закрепленных от вращения секций срасположенной между ними кольцевой вставкой 3, имеющей возможность свободно вращаться, на внутренней ци" линдрической поверхности которой выполнены прямоугольные зубья 4. Насплошной цилиндрический образец грунта 5 через зафиксировайный,от вращения рифлеиый перфорированный штамп б передается вертикальная нагрузка.Сдвигающее усилие создается с помощью механизма поворота, состоящего иэ гибкой тяги 7 и оси 8, установленной на стайке 9 изматериала с малым коэффициентом трения, на которой крепятся диск 10 с канавкой понаружному диаметру и жесткая тяга 11.Гибкая тяга 7, концы которой крепятся к кольцевой вставке 3 шпильками12, перед навивкой на вставку 3 проходит через промежуточный ролик 13.Образец грунта 5 фиксируется от поворота рифлеными перфорированнымиштампом б и основанием 14. Вертикальные деформации образца грунта замеряются стрелочным индикатором 15, а,горизонтальные - индикатором 16,Работает устройство следующйм образом,На нижнюю, неподвижно закрепленнуюсекцию 2 грунтоприемной камеры с риф 15 леным перфорированным основанием 14устанавливается кольцевая вставка 3,на внутренней цилиндрической поверхности которой выполнены прямоугольныезубья 4 для зацепления образца грув 2 О та 5 вставкой 3 при,ее вращении. Затем устанавливается верхняя, крепящаяся от вращения секция 1 грунтоприемной камеры.Заранее приготовленный сплошнойцилиндрический образец исследуемогогрунта 5 помещается в грунтоприемную камеру, при этом в него вреза-,ются прямоугольные зубья 4 кольцевойвставки 3. Сверху на образец грунта5 устанавливается передающий вертикальную нагрузку и зафиксированныйот вращения рифленый перфорированныйштамп 6, который совместно с рифленым, перфорированным основанием 14закрепляет образец грунта 5 от про. кручивания.Собранная грунтоприемная камерас образцом грунта 5 устанавливаетсяпад нагрузочное приспособление,после чего к кольцевой сдвигающей4 О грунт вставке 3 с помощью гибкой тяги 7 присоединяется механизм поворота. Гибкая тяга 7, уложеннаяв канавку, огибает диск 10, проходит через промежуточный ролик 13, навивается в несколько оборотов вокруг кольцеобраэной вставки 3, к которойшпильками 12 крепятся концы .гибкойтяги 7.К рифленому перфорированному штампу б прикладывается вертикальная нагрузка а к жесткой тяге 11 прикладывается горизонтальная нагрузка, которая посредством гибких тяг 7 соз-,дает крутящйй момент на кольцевой,вставке 3.По строго фиксированной цилиндрической поверхности образца грунта 5происходит неограниченная деформациясдвига при равномерном, по прямоугольной эпюре, распределении сдвигающих касательных напряжений. Строгая фиксация поверхности сдвига обеспечивается расчленением общей площади сдвиговой поверхности на малые участки, высота которых равна высоте кольцеобразной вставки, а ширина767615 Формула изобретения Подписн ал ППП Патент, .г. Ужгород, ул тная,расстоянию между зубьями. Вертикальные деформации Фиксируются индикатором 15 часового типа, горизонтальные- индикатором 16.Предлагаемое устройство позволяет с высокой точностью определить прочностные характеристики грунта, при использовании для испытаний несложных в приготовлении и при установке в грунтоприемную камеру сплошных цилиндрических образцов грунта при ограниченном и цеогранйченном деформи О ровании по строго фиксированной непрерывной цилиндрической поверхности и равномерном прямоугольном распределении касательньк напряжений по поверхности сдвига. 15 Конструкция прибора позволяет определять прочностные характеристики не только грунтов, но и других материалов: гипсовых, известковых и цементных растворов, пластмасс, битум Ц ных мастик после их затвердевания в грунтоприемной камереИИПИ Заказ 7184/39 Тира Устройство для определения прочностных хаРактеристик грунта, содержащее приспособление для созданиявертикальной нагрузки, верхнюю инижнюю секции грунтоприемной камерыс кольцевой вставкой между ними, механизм поворота и измерительные приспособления, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностиопределения, внутренняя поверхностькольцевой вставки снабжена зубьямивысотой 0,02-0,04 и расстоянием между ними 0,04-0, 06 диаметра образца,а механизм поворота связан с кольцевой вставкой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 55434, кл. С 01 Н 3/24, 1939.2, Авторское свидетельство СССРф 93046 кл. 0 01 И 3/24 19503. Авторское свидетельство СССРР 410289, кл, 6 01 й 3/24, 1971.