Устройство для испытания грунтов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 11746034 ФсОпубликовано 07.07.80. Бюллетень25Дата опубликования описания 17.07.80 но делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники им. Б. Е. Веденеева(54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТОВ 1Изобретение относится к строительствуи, в частности, к механическим испытаниям,грунтов, может быть использовано для определения характеристик их деформируемостии прочности.Известно устройство для определения деформируемости массивных сред, включающее гибкий штамп, распорные стойки, распорную раму с измерительными приборамии гидравлическую систему, причем гибкийштамп выполнен составным, из соединенныхмежду собой кольцевых герметических отсеков, в каждом из которых установленамембрана 11.Наиболее близким техническим решением является устройство для испытаниягрунтов, включающее секционный штамп исвязанные с каждой секцией нагрузочноеи измерительное приспособления 2.Недостатками известных устройств являются ограниченность возможных комбинаций нагружения поверхности грунта и невоз-"можность приложения касательных напряжений в плоскости подошвы штампа.Целью изобретения является повышениеточности измерений за счет расширения диапазона нагружения,2Достигается это тем, что устройство, включающее секййонный штамп и связанные с каждой секцией измерительное и нагрузочное приспособление, последнее выполнено в виде опорной рамы и силовых цилиндров, смонтированных на раме под углом друг к другу, причем свободные концы штоков каждых двух силовых цилиндров шарнирно соединены с каждой секциеи штампа,На фиг. 1 дан общий вид устройства; на фиг. 2 - аксонометрическая проекция узла соединения секции штампа; на фиг. 3 - диаграмма поворота направления равнодействующей (й) нагрузок Ри Рг (Р, Рг - до поворота; Р, Рг - после поворота); на фиг. 4 - пример эпюры распределения нормальных контактных напряжений по подошве секции при закреплении шарнирной опоры к ней центрально и с эксцентрисите-. том; на фиг. 5 - пример распределения нормальйых контактных напряженйй в плоскости подошвы штампа.Устройство для испытания грунтов включает опорный контур 1, на котором укреплены закрепленйые под углом друг к другу гидроцилиндры 2, штамп, состоящий из отдельных секций 3, к каждой из которыхшарнирно на опорах 4 закреплены два расположенных под углом друг к другу штока5 и 6, передающие на секцию независимыесжимающие или растягивающие нагрузкиот гидроцилиндров двойного действия.3Устройство для испытания грунтов работает следующим образом,Гидроцилиндры 2 подключаются к источнику давления (например, к пневмогидравлической системе) посредством отдельных,не связанных между собой трубопроводов. 10Индивидуальное создание и регулированиедавления в камерах гидроцилиндров обеспечивает независимое нагружение отдельныхсекций 3 штампа. В завйсимости от величин и направления нагрузок Ри Рг(см. фиг. 3), создаваемых парой домкратов на секцию штампа, возможно создаватьлюбую величину и любое направление ихравнодействующей и, следовательно, любуюкомбинацию по величинам и направлениямнормальных и касательных контактных напряжений в плоскости подошвы секции.Распределение контактных напряжений в пределах ширины в секции штампа регулируется в зависимости от величины эксцентриситета е шарнирной опоры 4 (см. фис 4), Величина е определяется по известной формуле внецентренного сжатия:бмлкс = я ( )бе30 где б, иб - контактные нормальные напряжения в крайних точкахподошвы секции;бо - средние контактные нормальные напряжения в плоскостиподошвы секции;35Ь - ширина секции штампа;е - эксцентриситет шарнирнойопоры 4.Возможность индивидуального загружения секций позволяет, в конечном итоге, получать распределение контактных напряжений в плоскости подошвы штампа по любому заданному закону (см. фиг. 5).Заданное распределение контактных (например, нормальных) напряжений (линия 1) при е = 0 воспроизводится ступенчатой эпюрой напряжений (линия 11), а при е0 - линией 111. Из этих графиков видно, что при регулировании величины эксцентриситета е заданное распределение напряжений воспроизводится более точно.Устройство позволяет экспериментально оценивать несущую способность системы фундамент-основание при различных распределениях контактных напряжений, что является одной из центральных задач механики грунтов и фундаментостроения. Кроме этого, устройство позволяет определять распределение контактных напряжений в зависимости от жесткости фундамента (т. е, от прогиба подошвы). Это достигается регулированием осадок и горизонтальных смещений отдельных секций штампа и регистрацией создаваемых при этом нагрузок на секции.Формула изобретенияУстройство для испытания грунтов, включающее секционный штамп и связанные скаждой секцией нагрузочное и измерительное приспособление, отличающееся тем, что,с целью повышения точности измерений засчет расширения диапазона нагружения, нагрузочное приспособление выполнено в виде опорной рамы и силовых цилиндров, смонтированных на раме под углом друг к другу, причем свободные концы штоков каждыхдвух силовых цилиндров шарнирно соединены с каждой секцией штампа.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР327393, кл. б 01 Х 3/10, 1970.2. Авторское свидетельство СССР303538, кл. 6 01 Х 3/12, 1969.. Шуфрич Корректор Н, Стец3 Подписноекомитета СССРи открытийщская. наб., д. 4/5род, ул. Проектная, 4 Состави а Техред К Тираж 7 И Государственного делам изобретений осква, Ж - 35, Рау Патент, г. Ужго