Прибор для измерения нормальногодавления и силы трения грунта

ОП ИСАН ИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ВТВЛЬСТВУ Сфез Советских Соцналнстнческнк Республнк(51)м, Кл,з с присоединением заявим йо 6 011/22 Государственный комитет СССР яо делам изобретеннЯ н открытийДата опубликования описания 300781(54) ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НОРМАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ И СИЛЫ ТРЕНИЯ ГРУНТА Изобретение относится к физике и может быть использовано для измерения давления и силы трения грунта по боковой поверхности набивных и забив- з ных свай, свай-оболочек, стен в. грунте и т.п. фундаментных конструкций.Известен прибор для измерения нор" мальной и касательных составляющих давления грунта, включающий корпус с мембраной, упругие измерительные стержни и тензопреобраэователи ( 1 .Недостатком данного прибора является сложность конструкции и то, что мембрана является одновременно корпусом и контактной поверхностью прибора с грунтом, и при действии нор-. мального давления грунта она пере" мешается по направлению этого давления. При этом в месте установки прибора возникает фарочный эффект", соз О дающий погрешность при измерении.Наиболее близким к предлагаемому является прибор, включающий составной корпус, мембрану, кольцо из пористой резины, упругие измерительные стержни и тензопреобраэователи. Измерение нормального давления осуществляется за счет прогиба мембраны, находящейся в контакте с грунтом, а силы трения - эа счет растяжения уп- ЗО ругого измерительного стержня с тензопреобраэователями прн смешении мембраны относительно корпуса 2.Недостатком данного прибора является то, что конструкция его сложна в изготовлении, подготовке к работе (тарировке) и использовании. Этим прибором можно измерить силу трения грунта лишь в одном направлении, в, зависимости от ориентации измерительных стержней прибора. Кроме того, резиновое кольцо вокруг подвижной части прибора вносит погрешность в результаты измерения силы трения. Это обусловлено тем, что по мере износа резины, а так же при изменении температуры ее упругие свойства меняются, а следовательно, изменяется и сопротивление перемещению мембраны при действии на ее контактную поверхность силы трения.Цель изобретения - упрощение конструкции прибора и обеспечение измерения силы трения грунта одновременно в разных направлениях.Поставленная цель достигается тем, что в приборе для измерения нормального давления и силы трения грунта, включающем корпус с упругим кольцом, установленные в корпусе мембрану уп851131 15 20 25 30 35 формула изобретения 40 ругие измерительные стержни, одниконцы которых жестко соединены с корпусом, и тензопреобразонатели, измерительные стержни выполнены четырехгранными, а мембрана - Со скошеннымикромками, причем мембрана шарнирносоединена с другими концами измерительных стержней, на каждой граникоторых установлен тенэодатчик,На фиг. 1 схеМатически изображен предлагаемый прибор, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.Прибор содержит корпус 1, мембрану 2 и упругие измерительные стержни 3, установленные перпендикулярно мембране 2 и симметрично относительно осн прибора.Нижними концами стержни 3 жестко прикреплены к основанию корпуса 1, верхними - шарнирно, с помощью болтон 4, к мембране 2. Для обеспечения шарнирного сопряжения верхний конец каждого стержня 3 имеет заострение, которое входит н паз мембраны 2, и контакт стержня 3 с мембраной 2 осуществляется только по острой кромке стержня 3.На внутренней поверхности мембраны 2 и на каждой стороне стержней 3 н нижней их части приклеивают тенэопреобразонатели 5.Между стенками корпуса 1 и мембраной 2 по всему периметру установлено кольцо б иэ пористой резины,Устройство работает следующим образом.Под действием нормального давления грунта мембрана 2 прогибается, при этом сопротивление тенэопреобраэонателя увеличивается, что фиксируется регистрирующим прибором. Под действием силы трения мембрана 2 пе" ремещается относительно корпуса, изгибая упругие измерительные стержни 3, при этом на каждом измерительном стержне 3 сопротивление одного тензопреобраэователя увеличивается (на растянутом волокне), другого, с противоположной стороны - уменьшается (на сжатом волокне), что также фиксируется регистрирующим прибором.Если нагрузка на Фундамент приложена одновременно в двух направлениях (например, вертикальная и горизонтальная), то трение н другом направлении будет измеряться с помощью другой пары тензопреобраэователей 5 на стержнях 3.Поскольку на мембрану 2 вместе с силой трения всегда действует нормальное давление, то показания тенэопреобраэонателей 5 всегда содержатсуммарное значение от изгиба стержней 3 при действии силы трения и от сжатия стержней 3 при действии нормального давления. Влияние сжатия стержня 3 от действия нормального давления исключается, если взять среднеарифметическое от значений показаний двух тензопреобраэонателей 5, приклеенных к противоположным сторонам стержня 3.Объясняется это тем, что величина показания, обусловленная сжатием стержня от действия нормального давления грунта, входит в суммарную ведичину показаний обоих тензопреобразонателей с одинаковым знаком, тогда как их показания от действия изгиба имеют разные знаки, а следователь-. но, с одной стороны стержня 3 показания(от сжатия при действии нормального давления и от сжатия при действии изгиба) складываются, а с другой стороны (от сжатия при действии нормального давления и от растяжения при действии изгиба) вычитаются.Таким образом, н среднеарифметическом значении величины показаний, обусловленные действием нормального давления, взаимоуничтожаются.Окончательное значение силы трения принимается как среднее от значений, полученных на каждом стержне 3С помощью предлагаемого прибора можно измерить силу трения грунта в любом направлении. для этого следует оттарировать прибор в любых требуемых напранлениях.Как частный случай можно применять прибор прямоугольной формы в плане, а вместо стержней смонтировать пластины. Прибор для измерения нормальногодавления и силы трения грунта, включающий корпус с упругим кольцом, установленные в корпусе мембрану, упругие измерительные стержни, одниконцы которых жестко соединены с корпусом, и тензопреобразователи, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью упрощения конструкции и обеспечения измерения силы трения грунта одновременно в разных направлениях, измерительные стержни выполнены четырехгранными, а мембрана - соскошенными кромками, причем мембранашарнирно соединена с другими конца ми измерительных стержнеВ, на каждойграни которых установлен тензодатчик.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельстно СССР 9 . В 317926 кл. С 011/22, 1968.2. Авторское свидетельство СССР9 580270, кл. Е 02 0 1/00, 1975.851134 г. аж 907 Подпис осударственного комитета ам изобретениЯ и открытий сква, Ж, Раушская наб. каз 631 б/55 Ти ВНИИПИ по д 113035, ное ССС 4 илиал ППП "Патентф, г. Укгород, ул. Проектна Составитель В. Латушкин едактор В. Петрэш Техред С. Мигунова Корректор М. Шароши