Устройство для испытания образцов грунта

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическиаРеспублик и 1981508(22) Заявлено 01.06,81 (21) 3298339/29-33с присоединением заявки Мо(311 Н. Кл.з Е 02 В 1/00 С 01 М 3/08 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытийДата опубликования описания 15 . 12,82(72) Авторыизобретения Д.Д.Сапегин, Ю.Л.Сирота и А.П.Екимов Всесоюзный ордена Трудового Красного Знаменинаучно-исследовательский институт гидротехникиим, Б.Е.Веденеева(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ ГРУНТАИзобретение относится к строительству, в частности к устройствам для определения физико-механических свойств грунта и мсокет быть использовано в гидротехническом, промой. ленном и транспортном строительствеИзвестно устройство для испытания грунта, включающее центрирующие направляющие, крепежные головки и обоймы с эластичными прокладкамиЩ Однако оно не обеспечивает испытание водонасыщенных малосвязанных грунтов, так как при создании растягивающей нагрузки происходит нарушение прочности образца в зоне захвата,Наиболее близким к предлагамому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для испытания образцов грунта, включающее имеющий отверстие захват, соединенный с кривой, нагрузочное и измерительные приспособления 2),Недостатком устройства является низкая точность измерений, обусловленная отсутствием необходимого контакта поверхности захвата с водонасыщенным малосвязанным образцом грунта. Цель изобретения - повышение точности испытаний образцов водонасыщенного грунта,5Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для испытанияобразцов грунта, включающее имеющийотверстие захват, соединенный с крнвкой, нагрузочное и измерительные приспособления, снабжено размещенныммежду захватом и крышкой, сильфономс емкостным датчиком в его основании и соосно расположенным внутриэтого сильфона, также имеющим датчик в основании, дополнительнымсильфоном, .а также установленнымпод захватом тарельчатым Фильтромс центральной выемкой сверху, а захват выполнен с кольцевой ножевойчастью и наружной гибкой оболочкой,причем крышка снабжена обратным клапаном, дополнительный сильфон соединен с крышкой, а датчик основногосильфона пропущен через отверстиев захвате и оперт в выемку тарельчатого Фильтра. При этом захват икрышка могут быть соединены междусобой имеющими талрепы стойками.На чертеже показано устройство, 981508Описываемое устройство состоитиз захвата в виде поддона 1 с коль- ., цевым ножом 2 и крышки 3. Между ни-,ми расположен сильфон 4, Под поддоном закреплен Фильтр 5 тарельчатоготипа, На поддоне внутри сильфона 4 5установлен емкостной датчик б. Ккрышке 3 прикреплен дополнительныйсильфон 7, на нижней крышке 8, которого установлен индуктивный датчик9. Крышка 3 снабжена клапаном обратного действия 10. Между крышкой 3фильтром 4 и поддоном 1 расположенын местах из соединения герметизирующие уплотнительные кольца 11 и 12,Крышка 3 и поддон 1 снаружи основного сильфона соединены посредством .имеющих талрепы 13 стоек 14, в крышку всуроено грузовое кольцо 15,1соединенное с нагрузочным устройством на чертеже не показано). Грузо-;щвое кольцо включает серьгу 16, соеди.ненную с крышкой 3 посредством гайки 17, имеющей в сечении П-образнуюФорму. Образованная полость необходима для регулирования положения 25сердечника 18, посредством вращениявинта 19. Между ганкой 17 и крышкой3 расположено уплотнительное кольцо 20, Фильтр в центре имеет выемку21., в которую опирается конец трубкиемкостного датчика 6, имеющей наконце отверстия для пропуска скапливающейся паровой воды, проходящейчерез образованные отверстия 22 вФильтре. К наРУжной повеРхности поддона прикреплена герметиэирующаяоболочка 23. Между сильфоном 7 икрышкой 3 расположено уплотнительноекольцо 24.Работа устройства заключаетсяв следующем.40На крышку 3 через грузовое кольцо15 прикладывают внешнее сжимающееусилие, которое через сильЪон 4 пеРедается на поддон 1, вызывая прижатие кольцевого ножа поддона 1 кисследуемой поверхности. При этомсильфон 4 сжимается, давление воздуха внутри сильфона увеличиваетсяи вызывает сработку обратного клапана 10. Клапан открывается и проис Оходит стравливание части внутреннеговоздуха из сильфана 4. Дополнительный сильфон 7 сжимается и тем самымвызывает перемещение нижней крышки8 и катушек индуктивного датчика 9 55относительно сердечника 18. Снимаютдавление, действующее на крышку 3 иприводят во вращение талрепы 13,Под действием собственных упругихсил и вращения талрепов, сильфан 4 60разжимается. Клапан 10 закрывается,а внутри сильфона 4 возникает вакуум. Сильфон 7 под действием сил вакуума Растягивается, вызывая перемещение катушки датчика 9, и таким Я образом, измеряют величину вакуума внутри основного сильфона.Под действием вакуумирующнх сил свободная паровая жидкость иэ грунта поднимается через отверстия 22 фильтра 5, скапливается в выемке21 и далее поднимается по трубке емкостного датчика б. При этом изменяется диэлектрическая постояннаяемкостного датчика, по которой и измеряется скорость нарастания уровня воды в трубке датчика и тем самым определяются коэффициенты фильтрации исследуемого грунта. Герметичность полостей сильфона 4 и 7 обеспечивается резиновыми уплотнительными кольцами 11, 12 и 24. По;мере увеличения притока паровой Жидкости в поддон 1 и трубку емкостного датчика б степень вакуума начинаетгюнижаться, дополнительный сильфон 7 из растянутоЬо положении постепенно начинает переходить в сжатое, о чем ,свидетельствуют показания индуктивного датчика 9. Затем серьгу 16 через гайку 17 присоединяют к эагрузоч ной системе, позволяющей создавать растягивающие нагрузки на образец. Через серьгу 16, крышку 3, сильфон 4 и поддон 1 растягивающее усилие передается на испытываемый грунт. При этом корпус сильфона 4, растяги-, вается, что вызывает появление дополнительного вакуума внутри сильфона 4, Сильфон 7 растягивается. Приводят в движение катушки индуктивного датчика 9, По показаниям датчика 9 регистрируют степень вакуума в сильфоне 4, При необходимости проводят регулировку вакуума, путем дополнительного сжатия сильфона 4 и сработки клапана 10. Растягивающую нагрузку прикладывают ступенями до момента разрыва испытываемого образца, По величине разрывного усилия определяют прочность образца В случае, когда растягивающее усилие превосходит предел прочности материала сильфона, срабатывают талрепы 13, которые предохраняют корпус сильфона 4 от разрушения.Использование изобретения значительно павыаает точность испытаний и определения прочностных свойств вадонасыщенных грунтов материалов при их растяжении.Формула изобретения1. Устройство для испытания образцов грунта, включающее имеющий отверстие захват, соединенный с крышкой, нагрузочное и измерительные приспособления, о т л и ч а ю щ е е - с я тем, что, с целью повышения точности испытаний образцов водонасыщен981508 Составитель В.ЛатушкинРедактор Л.Авраменко Техред М,Тепер Корре По нко 9655/44 ВНИИПИ Гос по делам 113035, МоскваЗака 709 Подпнго комитета СССРй и открытийшская наб., д, 4/5 Тираж арст вен эобрете Ж, Р е Филиал ПНН фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная,ного грунта, оно снабжено размещенным между захватоми крышкой сильфоном С емкостным датчиком в его основании и соосно расположенным внутри этого сильфона также имеющимдатчик в основании дополнительнымсильфоном, а также установленнымпод захватом тарельчатым фильтромс центральной выемкой сверху, а захват выполнен с кольцевой ножевойчастью и наружной гибкой оболочкой,причем крыака снабжена обратным клапаном, дополнительный сильфон соединен с крышкой, а датчик основного сильфона пропущен через отверстие в захвате и оперт в выемку тарельчатого фильтра.2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что захват и крышка соединены между собой имеющими талрепы стойками. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1 О 1. Авторское свидетельство СССР Р 467185, кл. 6 01 И 1/00, 1972. 2. Авторское свидетельство СССР 9549709, кл. Е 02 Р 1/00, 1975.