Устройство для определения сдвиговых характеристик снега

Союз Советски кСоциалистнческнкРеслублнк ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СДВИГОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СНЕГА 1Изобретение относится к технике для исследования механических свойств снега преимущественно естественного сложения.Известно устройство - бевометр - для исследования прочностных свойств грунта, состоящее из двух или трех штампов различного размера и одного диска для определения напряжений сдвига. Штампы и диск приводятся в вертикальное перемещение и вращение моторами, при этом определяются зависимость осадки грунта от приложенной нормальной нагрузки, а также зависимость горизонтальных деформаций от приложенных сдвигающих (тангенциальных усилий 1.При взаимодействии дисков беваметров со снегом приводится в движение область подштампового слоя ввиду существенности бокового выпора элементарных частиц снега, неопределенности напряженного состояния, а также малых удельных сопротивлений и больших перемещений штампа, полученные количественные данные не могут служить характеристиками ни деформативных, ни сдвиговых свойств снега.Наиболее близким к предлагаемому является лабораторный прибор, включающий неподвижную и подвижную кольцевые обоймы, измерительные приспособления и штамп, расположенный в неподвижной кольцевой обойме и связанный с измерительным приспособлением 2.В данном приборе исключен эффект бо кового выпора, однако при отборе пробыснега нарушаются структурные связи, в результате чего образцы, доставленные в лабораторию, будут иметь другие физические характеристики по плотности, температуре и структурному состоянию, чем в ус- тО ловиях естественного сложения. Многолетний опыт исследования проходимости гусеничных машин показывает, что использование устройств аналогичного типа 15 не обеспечивает экспресс-оценки свойствснега. Последнее требует создания специальной лабораторной базы (холодильные камеры, специальные наборы цилиндровпробозаборников, нагружающих механизмов и т. д.), что экономически не подлежит 20 обоснованию.Цель изобретения - определение структурного сцепления снега при различной степени его уплотненности.10 15 20 Формула изобретения 3Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения сдвиговых характеристик, включающем неподвижную и подвижную обоймы, измерительные приспособления и штамп, установленный в неподвижной кольцевой обойме и связанный с измерительным приспособлением, неподвижная кольцевая обойма выполнена в виде мерного цилиндра с запорной крышкой, а подвижная кольцевая обойма установлена с возможностью поворота и снабжена силоизмерительным приспособлением, при этом подвижная и неподвижная обоймы связаны между собой, подвижная обойма снабжена съемными дисками с различными по форме и размерам выступами, а в качестве силоизмерительного устройства использован тари рованный пучковый торсионный вал, одновременно являющийся узлом крепления подвижной и неподвижной обоймы.На чертеже изображено предлагаемое устройство с частичным вырезом его стенки.Устройство состоит из цилиндра 1, предназначенного для отбора пробы снега и выполненного из тонкостенной трубы, на наружной поверхности которого вдоль оси нанесены мерные линейные деления, а в верхней части смонтированы упорные ручки 2 для облегчения внедрения цилиндра 1 в снежный покров. Верхний конец цилиндра 1 закрывается крышкой 3, на которой смонтирован тросовый механизм 4 для привода перемещения штока 5 со штампом 6 и создания предварительного уплотнения снега. Для его определения в верхней части штока 5 размещено контрольное измерительное устройство 7 с индикатором 8. На наружных поверхностях штока 5 и цилиндрананесены мерные линейные отметки для контроля величины взятой пробы снега и его уплотненности. Цилиндр 1 закрыт крышкой 9, которая после подготовки пробы снега снимается, а на конце мерного неподвижного цилиндра 1 устанавливается радиально подвижная обойма. Она состоит из съемного диска 10 кольцевой обоймы 1, устанавливаемой консольно на конце мерного цилиндра неподвижно посредством шайбы 12. Детали 11 и 12 поворотно связаны через тросион 13, который через ручку 14 связан со стрелкой 15, которая фиксирует свое положение на шкале 16, отградуи рован ной в масштабе, например, размерности момента,Устройство работает следующим образом.Корпус цилиндра 1 с предварительно поднятым штампом 3 внедряют в снежный покров до упора в грунтовый массив. После этого цилиндр 1 с пробой снега извлекают из снега и на свободный конец цилиндраустанавливают запорную крышку 9, а вращением диска 10 создается необходимая плотность снега.Выполнив подготовительные операции, на конец мерного цилиндра 1 устанавливают сдвиговое приспособление, в кольцо кото 30 35 40 45 50 55 4рого перемещается проба снега. Перемещением рукоятки 14 обеспечивается срез пробы снега, а по показаниям шкалы 16 судят о величине структурного сцепления снега данного состояния. В случае, когда необходимо определение коэффициента внешнего трения, на обойму 11 устанавливают диск 10 заданной степени шероховатости, и цикл испытаний повторяется,Устройство для определения сдвиговых характеристик снегаможет быть выполнено в виде ручного прибора, что исключает трудоемкие и длительные лабораторные исследования, а его применение позволяет определить сдвиговые характеристики снега в условиях, когда известные методы неэффективны; осуществить массовые исследования до полного решения задачи, в том числе оценить изменчивость выявленных закономерностей методами математической статистики, а также обеспечить высокую точность результатов исследования и на этой основе выявить закономерности механических характеристик снега во взаимосвязи с его физическим состоянием. 1. Устройство для определения сдвиговых характеристик снега, содержащее неподвижную и подвижную кольцевые обоймы, измерительные приспособления и штамп, расположенный в неподвижной кольцевой обойме и связанный с измерительным приспособлением, отличающееся тем, что, с целью определения структурного сцепления снега при различной степени уплотненности неподвижная кольцевая обойма выполнена в виде мерного цилиндра с запорной крышкой, а подвижная кольцевая обойма установлена с возможностью поворота и снабжена силоизмерительным приспособлением, при этом подвижная и неподвижная обоймы связаны между собой.2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что, с целью определения коэффициента внешнего трения при различной степени уплотненности снега и шероховатости поверхностей, подвижная кольцеобразная обойма снабжена съемными дисками с различными по форме и размерам выступами.3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве силоизмерительного устройства использован тарированный пучковый торсионный вал, одновременно являющийся узлом крепления подвижной обоймы и мерного цилиндра.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Ьеккер М. Г, Введение в теорию систем местность - машина. М., Машиностроение, 1973, с. 14 - 15.2. Сидоров Н. Н. и др. Современные методы определения характеристик механических свойств грунтов. Л., Стройиздат, 1972, с. 52 - 63 (прототип) .С оста вител ь В. ЛатушТехред А. БойкасТирав 910 митета ССС от крытийая наб д. ул Проек 4/5ная, 4 едактор Н. Безроднааказ 10532/63ВНИИПпо113035,филиал ПП И Госу деламМосква,П Пате рственного обретений- 35, Рауш , г. Ужгор ректор Е. Рошкодписное Р