Устройство для испытания грунта на сдвиг

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 24 9 4 С 01 И 3/24 ИСАНИ БРЕТЕНИ следорский ро СУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Государственный научно-исвательский, проектно-конструкти проектный институт угольнойленности "УкрНИИпроект"(56) Авторское свидетельство СУ 983184, кл. Е 02 0 1/00, 198Авторское свидетельство СССВ 1162895, кл. Е 02 Э 1/00, 19(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТАНА СДВИГ(57) Изобретение относитсятельству и может использоваисследования механических сгрунта. Цель изобретения -ние функциональных возможноустройстве, включающем стабобеспечивающий двустороннеечивание образца грунта присжатии, приспособления длянормальных и двустороннихщих усилий в виде рычажных прессов к строиться для войств расширестей, В илометр,перека- трехосном создания сдвигаю1448240 нагружения, включающей резервуар 16со стабилизатором уровня 17, сообщенный с резервуарами 12, 13 и 14 посредством трубопроводов с кранами нгидравлическими сопротивлениями. Вустройстве осуществляется плавноеизменение нормальных и касательныхнапряжений в заданных режимах. Нагрузочные резервуары могут выполнятьроль либо нагрузочных, либо питакщнхемкостей. 1 з.п. Ф-лы, 1 ил. 10 и 11 снабжены нагруэочными резервуарами 12, 13 и 14, подвешеннымина соответствующих рычагах. Багрузочные резервуары 13 и 14 для создания сдвигающих усилий соединены между собой посредством трубопровода 24с краном и гидравлическим сопротивлением 31 и подвешены с возможностьюрегулировки их положения относительно рычажных прессов 11. Устройствотакже снабжено регулирующей системой Горизонтальные прессы 11 оборудованы тормозными устройствами (не показаны), поэволякяцими фиксироватьдифференциальные блоки в любом положении, Кроме того, в секторные рычаги прессов 11 вмонтированы регуляторы 15 длины тросов, представляющиесобой самотормозящие фрикционные шкивы, на которые навиваются концы гибких лент (тросов), прикрепленныхдругими концами к нагрузочным резервуарам 13 и 14,Устройство содержит также регулирующую систему нагружения, предназначенную для питания нагрузочных резервуаров 12-14 в режимах, отвечающихнатурным условиям работы испытуемогообразца грунта. Система включает резервуар 16, вмещающий достаточщийзапас воды, стабилизатор 17 уровня,представляющий собой сосуд с поплавком н запорным клапаном, поддерживающий постоянный уровень воды и напор,трубопроводы 18-24 с гидравлическимисопротивлениями 25-31 и запорнымикранами 32-38.Гидравлические сопротивления 2531 служат для регулирования расходаводы в соответствующих трубопроводах.Они выполнены с возможностью изменения длины калиброванного канала припостоянном его сечении либо изменения сечения при постоянной длине.Запорные краны 32-38 выполнены на дварабочих положения - "Открыто", "Закрыто".Для измерения вертикальных усилийи деформаций служат динамометр 39 ииндикатор 40, длягоризонтальных -динамометры 41 и индикатор 42. Крометого, стабнлометр снабжен кранами,Изобретение относится к строительству и может использоваться для определения механических свойств грунтапри сдвиге.Цель изобретения. - расширение 5функциональных возможностей.На чертеже изображена схема устройства,Устройство включает станину 1, накоторой установлен стабилометр, обес Опечивающий двустороннее перекашиваниеобразцов грунта (простой сдвиг) притрехосном сжатии и содержащий корпус2, поршень 3, эластичную оболочку 4,основание 5, штоки 6, роликовые опоры 7, рабочую и гидравлическую камеры 8 и 9 соответственно.Для создания вертикального давления на образец грунта служит рычажный пресс 1 О, а для двустороннихсдвигающих усилий - два рычажных пресса 11. Прессы 10 и 11 прикреплены кстанине 1 и представляют собой дифференциальные блоки в которых большиешкивы выполнены в виде рычажныхсек 25торов. Усилия от свободно опускающихся нагрузочных резервуаров 12-14 сводой, увеличиваясь пропорциональноотношению диаметров шкивов блока, передаются посредством гибких лент(троссов) стабилометру. При этом вертикальный пресс 10 передает осевоесжимающее усилие на поршень 3, а горизонтальные прессы 11 (левый и правый) передают штокам 6 тянущие усилия. Последние действуют строго поодной оси, но в противоположных нап"равлениях. Поэтому результирующеесдвигающее усилие определяется разностью сил, передаваемых правым и ле Овым прессами 11.(не показаны) для измерения давления в гидравлической и водосборных камерах 8 и 9 и управления устройством,Устройство работает следующим об" разом.Приложение к образцу грунта вертикальной нагрузки осуществляют посредством вертикального пресса 10, система нагружения которого включает резервуар 16, стабилизатор 17 уровня, трубопровод 18 с гидравлическим сопротивлением 25 и запорным краном 32, нагрузочный резервуар 12 со сливным твубопроводом 21, гидравлическим сопротивлением 28 и запорным краном 35.Работа системы в режиме увеличения нормальных нагрузок регулируется гидравлическим сопротивлением 25 при открытом 32 и закрытом 35 кранах; в режиме уменьшения нагрузок - гидравлическим сопротивлением 28 при закрытом 32 и открытом 35 кранах.Приложение к образцу грунта горизонтальной нагрузки осуществляют горизонтальными прессами 11, система нагружения которых имеет два незави сиьых контура, работающих раздельно или совместно, - внешний и внутреннийеВнешний контур включает резервуар 16стабилизатор 17 уровня, трубопроводы 19-23 с гидравлическими сопротивлениями 26-30 и запорными кранами 33-37, нагруэочные резервуары 13 и 4, сливные трубопроводы 22 и 23 с гидравлическими сопротивлениями 29 и 30 и запорными кранами 36 и 37. Работу контура в режиме правостороннего нагружения регулируют гидравлическим сопротивлением 26 при открытом кране 34 и закрытых кранах 33 и 37. При наличии воды в левом нагрузочном резервуаре 13 в работу контура может быть включено гидравлическое сопротивление 29 при открытом кране 36. Работа в режиме левосторон" него нагружения аналогична правостороннему при обратном положении указанных кранов и регулировании гидравлических сопротивлений 26 и 30.Внутренний контур включает нагрузочные резервуары 14 и 13, трубопровод 24 с гидравлическим сопротивлением 31 и запорным краном 38 и регуляторы 15 длины тросов. Подготовка контура к самостоятельной работе в режиме правостороннего нагружения состоит в заполнении левого нагрузочного резервуара 3 водой, создании превышения левого резервуара 13 над правым резервуаром 14 путем удлинения троса правого и укорочения троса левого резервуаров с помощью регуляторов 15, а также в регулировании гидравлического сопротивления 31 при открытом кране 38 и закрытых остальных кранах. Работа контура в режиме левостороннего нагружения аналогична правостороннему при создании превышения правого резервуара 14 над левым резервуаром 13, теми же средствами и предварительном заполнении водой правого нагруэочного резервуара 14.По мере перетекания из одного нагруэочного резервуара в другой уровни воды в них сближаются, а напор - уменьшается, нЬ с другой стороны в результате сдвиговых деформаций в стабилометре, верхний резервуар поднимается, а нижний опускается, чем компенсируется снижение напора и интенсивности нагружения.Регуляторами нагружения являются нагруэочные резервуары 12-14 вместе с соответствующими трубопроводами 21- 23, гидравлическими сопротивлениями 28-30 и эапорнымн кранами 35-37.Переход от правостороннвго нагружения к левостороннему (или наоборот)при работе внешнего и внутреннегоконтуров осуществляют путем постепенного нли мгновенного уменьшения праВ восторонней нагрузки до нуля и последующего увеличения левосторонней нагрузки, Постепенное уменьшение нагрузки происходит в результате опорожнения правого и наполнения водой левого нагрузочных резервуаров; мгновенное снижение - в результате подъема. (вручную) правого резервуара и фиксирования в верхнем положении правогорычажного пресса 11 с помощью еготормозного устройства. При этом тяговый трос правого штока 6 стабилометра оказывается прослабленным. Более интенсивный рост сдвигающего усилия обеспечивают совместной ра ботой внешнего и внутреннего контуров системы нагружения. Использование предлагаемого устройства позволяет моделировать работу грунта в массиве при сложном напряженно-деформируемом состоянии подсобственным весом и нагрузкой от горнотранспортного оборудования в формиСоставитель Л.РябченкоТехред Л.Олийнык Корректор В. Бутяга Редактор И.Касарда Заказ 6840/48 Тираж 847 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, Ул. Проектная, .4 5 14482 рующихся насыпях (отвалах) и откосах горных выработок. Автоматическое управление нормальными и сдвигающими нагрузками позволяет воспроизводить натурные режимы нагружения в физических точках массива. В устройстве обеспечивается двустороннее перека" шивание образца грунта при неограниченном количестве циклов, что в соче О тании с указанными качествами системы нагружения и особенностями данного стабилометра расширяет возможности моделирования. Наличие регулирующей системы нагружения, обеспечиваю Б щей разную скорость изменения нормальных и касательных напряжений в образце грунта, позволяет при моделировании учитывать фактор времени,20Формула изобретения 1. Устройство для испытания грунта на сдвиг, включающее рабочую камеру с верхней и нижней неподвижны ми секциями, штамп, приспособление для создания нормальных усилий, выполненное в виде рычага, приспособ 40 6ление для двусторонних сдвигающих усилий в виде двух взаимодействующих рычагов с секторами, установленных по обе стороны рабочей камеры, и измерительные приспособления, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, оно снабжено нагрузочными резер-, вуарами, подвешенными на рычагах и имеющими выпускные патрубки с кранами и гидравлические сопротивления, при этом нагрузочные резервуары приспособления для создания сдвигающих усилий соединены между собой посредством трубопровода с краном и гидравлическим сопротивлением и подвешены с воэможностью регулировки их положения относительно секторов.2, Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено регулирующей системой нагружения, выполненной в виде резервуара для жидкости со стабилизатором ее уровня, сообщенного с нагруэочными резервуарами посредством трубопроводов с кранами и гидравлическими сопротивлениями е