Устройство для определения сопротивления грунта срезу

)5 ТЕ ЗОБР ОПИСАДВТ 0 РС)0/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ленинградс отделение Всесоюзного ьского и научно-исслетитута "Гидропроект" ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(72) В,М,Александров и В.В,Никитин (56) Авторское свидетельство СССР Иг 759646, кл, Е 02 О 1/02, 1980,Руководство по эксплуатации ПСГ-РЭ М,: Гидропроект им.С.Я.Жука, 1982, с,18. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТА СРЕЗУ (57) Использование: строительство, определение физико-механических характеристик грунта. Сущность изобретения: устройство включает станину, срезную коробку с подвижной и неподвижной обоймами. Механизм для создания вертикальной нагрузки Изобретение относится к инженерно- геологическим исследованиям для строительства, а именно к устройствам для лабораторного исследования физико-механических свойств грунта и предназначено для испытаний образцов грунта, вырезан-. ных из монолитов.Известно устройство для определения сопротивления грунта срезу. содержащее станину, срезную коробку со штампом. состоящую из подвижной и неподвижной обойм для размещения образца грунта, механизм для создания срезывающего усилия и механизм для создания вертикальной нагрузки на штамп.Недостатком данного устройства является недостаточная точность, вследствие тосостоит из штампа и передающей на него нагрузку силовой рамки с грузом. Механизм для создания срезающей нагрузки включает рычаг, жестко соединенный с барабаном, канат. груз, Периферийная часть рычага ,имеет криволинейную поверхность, которая образована геометрическим местом точек плоскости, удовлетворяющим следующим полярным координатам: Я = Вф 8 И; ф= 360 гц/ 2 л г, где н 1 - радиус-вектор-тойточки, В - радиус-вектор, соответствующий начальному положению рычага (полярная ось В= О), Я - площадь поверхности, лежащая в плоскости среза: Я - площадь поперечного сечения обойм,/31 - полярный угол 1-ой точки, Ь - величина промежуточного перемещения подвижной обоймы срезной коробки по отношению к неподвижной, г - радиус барабана, 3 ил,е Ъ го, что нижняя подвижная обойма находится в прижатом к станине положении, что(ф препятствует ее свободному перемещению и, следовательно, величина срезывающего усилия существенно уменьшается, причем неопределенным образом.Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство для определения сопротивления грунта срезу, содержащее станину, срезнуюкоробку а для размещения образца грунта, состоящую из подвижной и неподвижной обойм, приспособление для создания вертикальной нагрузки и приспособление для создания срезающего усилия; выполненное в виде барабана с рычагом, размещенных на одной оси, груза и троса, соединенного с подвижной обоймой и барабаном, и измерительныеприспособления,Недостатком известного устройства является то, что прилагаемое к образцу срезающее усилие не зависит ст изменения впроцессе опыта площади сечения образца вплоскости среза, Это изменение составляет10-11 и приводит к существенному снижению достоверности результатов проводимого опыта.Целью предполагаемого изобретенияявляется повышение достоверности определения сопротивления грунта срезу путемобеспечения постоянства срезающего усилия,Указанная цель достигается тем, что вустройстве для определения сопротивлениягрунта срезу, содеркащем станину, срезную коробку для размещения образца грунта, состоящую из подвижной инеподвижной обойм, приспособление длясозданйя вертикальной нагрузки и приспособление для создания срезающего усилия,выполненное в виде барабана с рычагом,размещенных на одной оси, груза и троса,соединенного с подвижной обоймой и барабаном,. и измерительные приспособления,рычаг выполнен с криволинейной поверхностью, которая является геометрическим местом точек, полярные координаты которыхопределяют по формулам:В ЯВ - )360 Ь;ф г.где В - радиус-вектор 1-ой точки;ф - полярный угол -ой точки;й- радиус-вектор, соответствующий начальному положению рычага (полярная осьР= 0):Ъ - площадь поверхности, лежащая вплоскости среза, см 2;Я - площадь поперечного сеченияобойм, см 2;М - расстояние смещения подвижнойобоймы относительно неподвижной, см;г - радиус барабана, см,На фиг.1 изображено устройство. о"щий вид; на фиг,2 - схема действия срезающей нагрузки, соответствующаяначальному моменту проведения опыта; нафиг,3 - та же схема, соответствующая окончанию опыта.Схемы фиг.2 и 3 поясняют вывод зависимостидля определения полярных координат точек кривизны рычага.Устройство включает в себя станину 1,срезную коробку в виде верхней подвижнойобоймы 2 и нижней неподвижной 3, приспособление для создания вертикальной нагрузки, состоящее из штампа 4 и передающей на штамп 4 нагрузки силовой рамки 5 сгрузом 6, приспособление для создания сре 5 зающей нагрузки, состоящее из рычага 7,жестко соединенного с барабаном 8, каната9, закрепленного одним концом на барабане 8, а другим - на верхней подвижной обойме 2, и груза 10, подвешенного на рычаге 710 посредством гибкой связи 11. закрепленнойв верхней части 12, и имеющего на другомконце подвеску 13,Поверхность рычага 7 имеет изменяющуюся кривизну, при этом криволинейная15 поверхность рычага 7 является геометрическим местом точек, полярные координатыкоторых определяют по формулам:Я 5 д 360 Ь.2 ЛГ20где Я - радиус-вектор -той точки;й - радиус-вектор, соответствующий начальному полокению рычага (полярная ось.Р= О):Я - площадь поверхности, лежащая вплоскости среза;Я - площадь поперечного сеченияобойм;ф - полярный угОл -ой точки:я - величина промежуточного перемещения подвижной обоймы срезной коробкипо отношению к неподвижной;г - радиус барабана,Устройство работает следующим образом,В соосно располокенные верхнюю 2 инижнюю 3 обоймь 1 срезной коробки устанавливают испытуемый образец грунта, вверхнюю подвижную обойму 2 вводятштамп 4, На штампе 4 монтируется силоваярамка 5.Вертикальную нагрузку на образецгрунта создают ступенчато путем укладывания грузов 6 на подвеску силовой рамки 5,которая передает нагрузку на штамп 4 исоответственно на образец грунта,Срезывэющую нагрузку на образец создают также ступенчато путем укладываниягрузов 10 на подвеску 13 рычага 7. При этоммасса грузов создает момент на рычаге 7 и. на скрепленном с ним барабане 8, которыйтрансформируется в тяговое усилие каната9, сопрягающего барабан 8 и подвижнуюобойму 2 срезной коробки,Определенная податливость образцагрунта срезывающей нагрузке приводит кперемещению подвижной обоймы, которое,в свою очередь, сопровождается поворотомна некоторый угол барабана 8 и скрепленного с ним рычага 7, При этом поворот оычага 7 вниз), имеющего криволинейную поверхность периферийной части, удовлетворяющую вышеприведенным зависимостям в полярных координатах, приводит к сокращению плеча рычага в строгом соответствии 5 с уменьшающейся площадью сечения образца в плоскости среза, и тем самым удельное давление среза сохраняется постоянным.Таким образом, в предлагаемом техни ческом решении обеспечивается постоянство срезывающего давления, действующего на образец в плоскости среза независимо от изменения площади сечения последнего,Формула изобретения 15 Устройство для определения сопротивления грунта срезу, содеркащее станину, срезную коробку для размещения образца грунта, состоящую из подвижной и неподвижной обойм, приспособление для созда ния вертикальной нагрузки и приспособление для создания срезающего усилия, выполненное в виде барабана с рычагом, груза и троса, соединенного с подвижной обоймой и барабаном, и измерительные приспособления, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения достоверности определения путем обеспечения постоянства срезающего усилия, .рычаг выполнен с криволинейнОй поверхностью, которая является геометрическим местом точек, полярные коордийаты которых определяют по формулам:й = Я Я/3; ф = 360 Ь/2г,где В - радиус-вектор 1-й точки;В - радиус-вектор, соответствующий начальному положению рычага (полярная ось ,В= О);ф - полярный угол -й точки;Я - площадь поверхности, лежащая в плоскости среза, см ;Я - площадь поперечного сечения обойм, см;Ь; - расстояние смещения подвижной обоймы относительно неподвижной, см:- радиус барабана, см,ставитель М,Слинь ор А,Полионова Техред М,Моргентал Корректор И.Ш КНТ СС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарин Заказ 4494 ТиВНИИПИ Государственного113035,митета по изо сква, Ж, Ра Подписноеетениям и открытиям пр ская наб 4/5