Устройство для измерения динамического модуля сдвига грунта

П ИСАНИЕ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт свид-ву, - (22) Заявлено 07.07.80 (21) 2952358/29-3 с присоединением заявки-1) М Кл 3 Е 02 0 1/00 сударственный комнтет 3) Приоритет -53) УДК 624.131 .381 088.8) ликовано 15.03.82. Бюллетеньпо делам нэобретенн н открытий описания 25.03.82 Дата опубликован(72) Автор изобретен и Л. В. Горел и к сесоюзный ордена Трудового Красного Зн ледовательский институт гидротехники им. Заявитель 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКО МОДУЛЯ СДВИГА ГРУНТАИзобретение относится к строительству, к технике исследований физико-механических свойств грунтовых материалов и, в частности к устройствам для определения динамических свойств грунтов при сложном напряженно-деформированном состоянии,Известно устройство для определения динамических сдвиговых характеристик материалов, содержащее электромагнитный вибратор, состоящий из якоря и установленного с зазором относительно него, неподвижно закрепленного на корпусе сердечника, индуктивный приемник колебаний с постоянным магнитом и штамп-осциллятор 1,Недостатком устройства является низкая точность измерения и недостаточная надежность работы вследствие необходимости корректировки взаимного положения элементов электромагнита и датчика, так как вызванные деформацией образца изменения положения рычага сопровождаются нарушением соосности элементов электромагнитного, вибратора и датчика.Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для определения динамических характеристик материала, включающее вибратор с постоянными магнитами и электромагнитами, индуктивный приемник, штамп-осциллятор и соединительный кабель. Данное устройст во обеспечивает повышение точности измерений и надежности работы устройства в результате исключения взаимных смещений якоря и сердечника вибратора, а также катушки индуктивности и постоянного магнита 2 .Однако недостатком устройства является сложность измерения сдвиговых динамических характеристик внутри массива грунта из-за сложности контакта штампаосциллятора с испытуемой средой.15Цель изобретения - обеспечение измерения сдвиговых динамических характеристик внутри массива грунта.Поставленная цель достигается тем, чтов устройстве для измерения динамического модуля сдвига грунта, включающем вибратор с постоянными магнитами и электромагнитами, индуктивные приемники, штампосциллятор и соединительный кабель, штампосциллятор выполнен в форме полого разь 912829емного диска и снабжен размещенным в его полости на подшипниках инерционным элементом, на котором смонтированы постоян. ные магниты и индуктивные приемники, причем на внутренней поверхности штампаосциллятора, размещены электромагниты с возможностью взаимодействия с постоянными магнитами.На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг, 2 - разрез А - А на фиг. 1. 5 1 о 15 зо З 5 зо З 5 4 О 45 Устройство содержит штамп-осциллятор 1 для контакта с испытуемой средой в виде полого диска с помещенным внутри него инерционным элементом 2. На инерционном элементе укреплены постоянные магниты 3. Кроме того, имеются электромагниты 4, укрепленные на штампе-осцилляторе, индуктивные приемники 5, укрепленные на инерционном элементе. Инерционный элемент 2 закреплен в подшипниках 6 и 7, выполненных в виде диска с вырезами, Для фиксации начального положения инерционного элемента относительно штампа предусмотрены резиновые прокладки 8. Устройство содержит винты 9, прокладку 10 и соединительный кабель 11, выведенный наружу в центре одной из сторон штампа-осциллятора.Устройство работает следующим образом. Через соединительный кабель 11 на электромагниты 4 подается переменное напряжение заданной частоты колебаний. При этом происходит возбуждение крутильных колебаний штампа совместно с прилегающим к нему грунтом. Магнитное поле, возбуждаемое в катушке электромагнитов, взаимодействует с постоянными магнитами 3, укрепленными на инерционном элементе, и создает вращающий момент, действующий на штамп-осциллятор, в результате чего он приводится во вращательное колебание совместно с окружающей штамп областью грунта. Колебания штампаосциллятора относительно инерционного элемента регистрируются с помощью индуктивных приемников 5, присоединенных с помощью кабеля 11 к внешнему устройству, например осциллографу, для регистрации и определения динамического модуля сдвига. Определение модуля сдвига может производиться импульсным или резонансным методом. Изменяя частоту переменного напряжения, подаваемого на электромагниты, добиваются попадания механических вращательных колебаний штампа-осциллятора в резонанс, и по частоте и ширине резонансной кривой резонансных колебаний определяют искомые динамические параметры грунта.Таким образом, в результате выполнения штампа-осциллятора в виде полого диска с помещенным внутри него инерционным элементом, электромагнитным вибратором, индуктивным приемником и соединительным кабелем, выведенным в центре одной из сторон штампа-осциллятора, в процессе испытания изобретение обеспечивает измерение сдвиговых динамических характеристик внутри массива грунта. Устройство позволяет исследовать динамические свойства грунтов при сложном напряженно-деформированном состоянии, а также для исследования изменения структурной прочности грунта под действием различных факторов (влажности, температуры).Формула изобретенияУстройство для измерения динамического модуля сдвига грунта, включающее вибратор с постоянными магнитами и электромагнитами, индуктивный приемник, штамп-осциллятор и соединительный кабель, отличающееся тем, что, с целью обеспечения измерения сдвиговых динамических характеристик внутри массива грунта, штамп-осциллятор выполнен в форме полого разъемного диска и снабжен размещенным в его полости на подшипниках инерционным элементом, на котором смонтированы постоянные магниты и индуктивные приемники, причем на внутренней поверхности штампаосциллятора размещены электромагниты с возможностью взаимодействия с постоянными магнитами.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Руководство по определению характеристик упругих и поглощающих свойств грунтов методом правочных и крутильных колебаний образцов. М., Энергия, 1975.2. Авторское свидетельство СССР М 631588, кл. Е 02 Э 1/00, 1978.912829 ф 02витель Е. Ворд А. Бойкас 711 Щома венного коми ретений и от 35, Раушская г, Ужгород, у едактор П. Парфеновааказ 1335/39ВНИИП 113035, Милиал ППП Сост Техр ТираГосударс ела м изоб сква, Ж - Патент,обьеваКорректор СПодписноетета СССРкрытийнаб., д. 4/5л. Проектная, 4