Прибор для трехосных испытаний грунтов

ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н 1 авй ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(4) ПРИБОР ДЛЯ ТРЕХОСНЫХ ИСПЫТАНИЙ ГРУНТОВ(57) Изобретение относится к строительству и может быть использовано при изучении грунтов в основаниях сооружений. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение точности измерений. Прибор имеет рабочую камеру 1 в виде куба, образованную днишем 2 и подвижными штампами 3 боковой нагрузки, выполненными из анизотропного армированного материала и размещенными в корпусе 4. Между корпусом 4 и каждым штампом 3 боко1507908 вой нагрузки размещены камеры давления 8, соединенные с приводом смешения посредством трубопровода 9. Штамп 14 вертикальной нагрузки установлен на корпусе 4 и перекрывает его сечение. Снаружи к корпусу примыкает сдвиговое приспособление в виде системы шарнирно соединенных между собой стоек 19 и ригелей 20 с приводом сдвига 21, Для совместной работы корпуса 4 и штамИзобретение относится к строительству, а именно к исследованиям механических свойств грунтов в основаниях сооружений.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение точности измерений.На фиг,показано устройство, план, на фиг. 2 то же, разрез.Прибор имеет рабочую камеру 1 в виде куба, образованую днищем 2 и подвижными штампами. Штампы 3 боковой нагрузки размещены в корпусе 4, который вместе с ними установлен на днище 2 прибора. Корпус и штампы боковой нагрузки выполнены из анизотропного армированного материала с низким модулем сжатия и сдвига, Примером такого материала может являться пакет из чередующихся плоских металлических и резиновых низкомодульных деталей, набранный на вакуумной смазке и одетый на два вертикальных стержня .Каждый штамп 3 боковой нагрузки имеет катковые опоры 6 по своим верхней и нижней поверхностям. По вертикальным граням рабочей поверхности этих штампов выполнены пазы для возможности поступательного движения штампов при обжатии образца. В пазах между соседними штампами боковой нагрузки размещены эластичные трубки 7 для герметизации стыков, заполненные жидкостью и выведенные из прибора на накопительный бак (не показан).Между корпусом 4 и каждым штампом 3 боковой нагрузки имеется полость, в которой размещена камера давления 8, Камера соединена трубопроводом 9 с нагрузочным баком 10, манометром 11, клапаном 12 регулирования давления и краном 13 и образует вместе с ними привод смещения штампа 3 боковой нагрузки.Штамп 14 вертикальной нагрузки установлен на корпусе 4 и перекрывает его сечение,Штампы и днище выполнены в двух разновидностях - сплошными и перфорированными. При использовании перфорированных штампов и днища систему отверстий каждого из них соединяют трубопроводом 15 и с нагрузочным баком 10, волюмометром 16, ма 15 20 25 30 35 40 45 50 55 пов 3 боковой нагрузки они соединены вертикальными стержнями 5, фиксируемыми на наружных поверхностях днища 2 и штампа 14 вертикальной нагрузки. На стойки 19 шарнирно оперта жесткая пространственная рама 22, на которой закреплен гидроцилиндр 23, образующий со своим нагрузочным баком 25 привод смешения штампа вертикальной нагрузки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. нометром 17, клапаном 18 регулирования давления, что образует систему регулирования давления в воде, индивидуальную для каждого штампа и днища.Снаружи к корпусу примыкает сдвиговое приспособление в виде системы шарнирно соединенных между собой стоек 19 и ригелей 20 с приводом сдвига 21. Стойки шарнирно оперты на днище 2 и находятся в контакте с наружной поверхностью корпуса 4, На стойки 19 на уровне штампа 4 вертикальной нагрузки шарнирно оперты ригели 20, охватывающие штамп 4. Для совместности работы корпуса 4 и штампов боковой нагрузки 3 при работе сдвигового приспособления они соединяются вертикальными стержнями 5, проходящими через штампы 3 боковой нагрузки и фиксируемыми на наружных поверхностях днища 2 и штампа 14 вертикальной нагрузки. На стойки 19 шарнирно оперта жесткая пространственная рама 22, на которой закреплен гидроцилиндр 23, соединенный трубопроводом 24 со своим нагрузочным баком 25 и манометром 26 и образующий вместе с ними привод смещения штампа вертикальной нагрузки.Прибор работает следующим образом.На поршень нагрузочного бака 24 прикладывают нагрузку. Через трубопровод 23 давление передается на шток гидроцилиндра 22 и от него на штамп 14 вертикальной нагрузки. Одновременно с приложением нагрузки на нагрузочные баки 10 (при этом регулируемые клапаны 12 закрыты) камерой давления 8 передается давление на соответствующие штампы 3 боковой нагрузки. Величина созданного давления фиксируется манометрами 11 и 25.При сообщении усилия штампам 3 от камеры давления 8 они смешаются и обжимают образец грунта. При этом вода из эластичных трубок 7 вытесняется в накопительный бак (не показан). Поскольку в процессе приложения давления штампы 3 несколько сдвинулись, фиксируют положение стержней 5 на наружных поверхностях днища 2 и штампа 14 с помощью зажимов.Осуществляя с помощью привода сдвига 21 отклонение стоек 19 от вертикали, произ 1507908водят соответствующий перекос корпуса 4 и, следовательно, (благодаря стержням 5) перекос пары взаимно противоположных штампов 3. При этом в образце происходит поворот осей главных напряжений, т.е. создаются касательные напряжения. Поворот можно п рои з вести в двух в за им но пер пенди ку-. лярных вертикальных плоскостях, Можно также приложить крутяшее усилие на образец посредством перекоса образца в двух взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостях. Система регулирования давления в воде может функционировать по трем схемамСхема открытого дренажа. При этом в процессе сжатия образца вода из него отжимается через перфорированные отверстия стенок рабочей камеры 26. Отток воды из образца возможен либо по всем направлениям через поверхности штампов и днища, либо по каким-либо избранным направлениям (часть стенок рабочей камеры сплошные, часть перфорированные). Под действием приложенного на образец давления через перфорированные поверхности стенок и далее по трубопроводам 15 вода поступает в волюмометры 16, в которых замеряется ее объем.Схема регулируемого выхода воды из образца, По этой схеме вода из образца может выйти только в том случае, если давление в ней превысит некоторую величину, установленную на клапане 18 регулирования давления. Для этого вся система регулирования давления в воде заполняется несжимаемой жидкостью, на клапане 18 устанавливается давление Р,. Под давлением штампов вода из образца будет стремиться к выходу из него, но этому воспрепятствует вода в системе регулирования давления. Поэтому давление в системе будет возрастать до того значения, когда оно наконец не окажется равным Р В этот момент клапан 18 регулирования давления открывается и далее прибор работает при заданном противодавлении.Схема испытания гидростатической нагрузкой. Для этого в зависимости от направления, которое интересует исследователя, поФормула изобретения1. Прибор для трехосных испытаний грунтов, содержащий корпус, образованный скрепленными между собой стенками, днище, подвижные штампы боковой нагрузки, соединенные с приводом смегцеция, имек- шим нагрузочные баки штамп вертикальной нагрузки, камеры давления ц измерительные приспособления, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных воз можностей и повышения точности измерений, он снабжен сдвнговым приспособленцем в виде системы стоек на шаровых опорах ц ригелей, шарнирно соединенных с этими стойками, и приводом сдвига, а цагрузоч.ные баки приводов смещения штампов бо ковой нагрузки снабжены клапанами регулирования давления, прц этом штампы боковой нагрузки и корпус выполнены из ацизотропного материала с низким модулем сжатия и сдвига, а сдвиговое приспособленце 4 О примыкает к наружным углам корпуса.2. Прибор по и. 1. отличаюшиися тем, чтоштамп и днище выполнены перфорированными, причем система отверстий каждого из них сообщена с индивидуальным цагрузочным баком, снабженным клапаном регулиро вания давления. 25 одной грани образца прикладывается давление водой посредством приложения нагрузки на поршень волюмометра 16, а но другой грани (другим граням) задается пер вая или вторая указанные схемы работыДля моделирования грунтового окружения образца на клапанах регулирования давления 12 гидроприводов горизонтального смещения штампов 3 задается некоторая ве- О личина 6.При этом перекрывают кран 13. Когдадавление в камере 8, вызванное приложением вертикальной нагрузки от штампа 14, превысит величинув, клапан 12 открывается, ц штамп 3 получает возможность возвратного смешения в горизонтальном направлении.Предлагаемое устройство позволяет устранить депланацию сечения образца в процессе испытаний и снизить до минимума трение на его боковой поверхности.20комитета по изобретени осква, Ж - 35, Раушск ьский комбинат Гатент Редактор И. Сегляник 5 " У 5 ВНИИПИ Государственног 13035, М Производственно-издателГКНТ СССРгарина, 10 евКорректор О. КравцоваГ 1 олппсноеи открытиям принаб д 4/5г. Ужгород, угь Га