Устройство для определения прочностных характеристик грунта

) 01) 02 П 1/00 С 3 2 ОМИТЕТ СССР ТЕНИЙ И ОТНЯТИИГОСУДАРСТВЕННЫИ ПО ДЕИАМ ИЗОБРЕтут оит стве СССР982.ССР1983. ьство02,тво С(71) Производственный иисследовательский инстинерным изысканиям в стрГосстроя СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТА (57) Изобретение относится к области инженерно-геопогических изысканий в строительстве и используется в качестве лабораторного автоматизированного устройства для определения прочностных характеристик исследуемых образцов грунта С целью автоматизации процессов сжатия и среза одновременно нескольких образцов грунта на горизонтальной оси корпуса 2 дополнительно установлен силовой цилиндр 3 механизма обжатия образцов грунта двустороннего дейст-вия, штоки 4 которого шарнирно соединены с тензобалками 16, одни концы которых оперты на штампы 8, адругие жестко связаны друг с другомв многолучевую звезду, причем дискмеханизма сдвига, вращающийся наступице 10 и на подшипниках качения9, выполнен разрезным на равновеликие секторы, на поверхности которыхустановлены тензодатчики 25, а наступице 10 диска - кольцевой токосъемник 24 и зубчатое колесо 21,взаимодействующее с шестерней редуктора 22 механизма сдвига с приво 283285дом от электродвигателя 23. Электро- сигналы от тензодатчиков 18 и 25 (через токосъемник 24) поступают через усилитель 19 на многоканальный самописец 20, на котором фиксируются параметры сопротивления образцов грунта 17 сдвигу при различных сжимающих нагрузках. Устройство позволяет осуществлять одновременнсе испытание на сдвиг и-числа образцов грунта, сокращая его сроки более чем в Зп раза за счет автоматизации процесса обжатия образцов грунта, их сдвига и регистрации информации о прочностных свойствах исследуемых грунтов2 ил.Изобретение относится к строительству и может быть использовано для определения прочностных характеристик грунта при инженерно-геологических изысканиях под строительство зданий и сооружений. Цель изобретения - автоматизацияпроведения испытаний одновременнонескольких образцов грунта.На фиг. 1 и 2 показано предлагаемое устройство,Устройство включает станину 1 сполым цилиндрическим корпусом 2, нагоризонтальной оси которого установлен силовой цилиндр 3 двустороннегодействия со штоками 4 и жестко закреплены неподвижные обоймы 5 в стаканах 6 с регулировочными гайками 7и штампами 8, образующими с неподвижными обоймами плунжерные пары, а наподшипниках 9 качения на ступице 10установлена подвижная обойма 11, выполненная в виде вращающегося на валу диска 12 (фиг, 2), разрезанногос зазором на целое число равновеликих секторов 13 с отверстиями 14,оси которых совпадают при вращениидиска с осями плунжерных пар, расположенных симметрично относительнодиска. Штоки 4 посредством шаровойпяты 15 (фиг. 1) соединены с тензобалками 16 (фиг. 1 и 2) механизмадля обжатия грунта 17 нормальнымдавлением, одни концы которых оперты на штампы 8, а другие жестко связаныдруг с другом в виде многолучевойзвезды и тензодатчики 18 которых поэлектрической мостиковой" схеме пе редают данные через усилитель 19 намногоканальный самописец 20 (илишпейфовый осциллограф), показывающийвеличину нормального давления на образец грунта. Ступица 10 жестко связана с зубчатым колесом 21, входящимв зацепление с шестерней редуктора22 механизма сдвига с приводом отэлектродвигателя 23. Токосъемник 24 15кольцевого типа, насаженный на ступицу 10, позволяет снимать электросигналы от тензодатчиков 25, установленных на секторах 13 и передаватьих через усилитель на самописец 20, 20показывающий удельное сопротивлениеобразца грунта сдвигу, 11 ривод механизма обжатия образцов грунта нормальным давлением, т,е. силового цилиндра 3, представляет собой насоснуюстанцию 26 с манометром 27 и пцтангами 28 высокого и низкого давлений.Контроль эа параметрами нормальногодавления, обжимающего образцы грунта17, осуществляет тензодатчик 29 давления, установленный в силовом цилиндре 3.Устройство работает следующим образом.Цилиндрические образцы грунта 17длиной 13 Ь, где Ь - толщина дис 1283285ка 12, помещают в неподвижные обоймы 5 и в соосно установленные с ними отверстия 14 подвижной обоймы 11. Зазор между подвижной обоймой 11 и неподвижными обоймами 5 устанавливают путем вращения регулировочных гаек 7 на резьбах стаканов 6, жестко связанных с полым цилиндрическим корпусом 2 устройства и станиной 1, Штампы 8, как плунжеры вводят в обоймы 10 5, Включают насосную станцию 26 и под штоками 4 силового цилиндра 3 создают давление Р контролируемое манометром 27 и фиксируемое тензодатчиком 29, с помощью перегонябмой по шпан гам 28 рабочей жидкости, При этом общее усилие (сжимающее) Т развиваемое каждым штоком силового цилиндра, через шарниры 15 и тензобалки 26 поровну передается на штампы 8 и создает на каждый образец грунта 17 нормальное сжимающее давлениеТ, 4п (12где и - количество образцов грунта;й - диаметр образца.Давление б, контролируется тензодатчиками 18, передающими по электрической "мостиковой" схеме сигналы через уси 30 литель 19 на многоканальный самописец 20 (или шлейфовый осциллограф). Поддерживая постоянным давление , до условной стабилизации осадки образцов грунта 17, контролируемой ин дикатором часового типа (не показаны), включают электродвигатель 23, передающий крутящий момент через редуктор 22 на зубчатое колесо 21,жестко связанное со ступицей 10 обоймы 11, вращающейся на подшипниках 9 качения, Секторы 13 вращающегося диска 12 под действием крутящего момента М редуцированного от электродвигателя 23, производят срез образцов грунта 17 усилием= М,К, где К - радиус делительной окружности от оси силового цилиндра 3 до осей отверстий 14 диска 12. 11 ри этом каждый образец грунта 17 будет оказывать удельное сопротивление сдвигу2 0( тп, Д 255 контролируемое тензодатчиками 25,передающими электросигналы на токосъемник 24 кольцевого типа и далее через усилитель 19 - на самописец 20. После среза образца грунта 17 секторами 13 производят вынос срезанного грунта за пределы обойм 5 и выброс его из отверстий 14 толкателями (не показаны), установленными, например, с одной стороны корпуса 2 устройства в обоймах 5, Диск 12 приводят в исходное положение, оставшиеся части образцов грунта 17 сближают штампами 8 и с торцов обжимают нормальным давлением б до стабиизации их осадки. Создают на диске 12 крутящий момент М и устанавливают удельное сопротивление сдвигу образцов грунта 17 и так де полного выноса грунта исследуемых образцов 17 из обойм 5, По контрольным данным, снятым с осциллограмм (06 6, т з ) строят график зависимости и определяют удельное сцепление и угол внутреннего трения грунта.Данное устройство позволяет повысить точность измерения за счет равномерного обжатия образцов грунта с обоих торцов нормальным давлением и повысить производительность труда по испытанию образца грунта за счет исключения операций по его перезарядке в обоймах и подготовки образцов "близнецов", а также осуществлять одновременное испытание наГсдвиг п-числа образцов грунта, сокращая его сроки более, чем в Зп раз, Таким образом появляется возможность повышения автоматизации процесса обжатия образцов грунта нормальным давлением, их сдвига и регистрации информации о прочностных свойствах исследуемых грунтов, при этом могут использоваться роботы в манипулято.Формула изобретенияУстройство для определения прочностных характеристик грунта, включающее корпус, установленную в нем с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси подвижную обойму в виде диска с отверстиями и со ступицей, неподвижные обоймы со штампами, симметрично установленные относительно диска и соосно его отверстиям, нагрузочные механизмы для обжатия и сдвига образцов грунта и измерительные приспособления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью автоматизации проведения испытаний одновременно нескольких7386/24 Тираж 606ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений и113035, Москва, Ж, Раув Подписикомитета СССР .открытийская наб д,4)5 к водственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная,4 Ф 5 128образцов грунта, устройство снаб,жено дополнительными неподвижнымиобоймами со штампами, силовым цилиндром двустороннего действия,установленным на горизонтальной оси корпуса, нагрузочный механизм для обжатия образцов снабжен тензобалками стензодатчиками, диск подвижной обоймы - тензодатчиками, а ступица дискаснабжена кольцевым токосъемником изубчатым колесом, взаимодействующимс нагрузочным механизмом сдвига, выполнена полой и установлена соосносиловому цилиндру двустороннего действия с возможностью вращения вокруг него, при этом диск подвижной обоймы выполнен разрезным на равновеликие секторы, на поверхности которых установлены тензодатчики, а неподвижные обоймы и штампы расположены попарно с обеих сторон диска подвижной обоймы, равноудаленно от его горизонтальной оси вращения и друг от друга по окружности, причем штоки 1 О силового цилиндра двустороннего действия шарнирно соединены с тензобалками, одни концы которых оперты на штампы, а другие жестко связаны друг с другом в виде многолучевой 15 звезды.