Прибор для испытания грунтов

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 897940ао делан наобретеннй н открытий(72) Автор изобретения П Загоруй учно-исследовате проектный инстит осударственныи онструкторский) Заявител нности 54) ПРИБОР ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТ троительанияунтах,я опрекже я зонения. ниюустройейнерм, вер" уемог и разли й, стро практис нассилоовороосИзобретение относится к ству, к технике для исследо напряжений и деформаций в и может быть использовано д деления напряженно-деформир состояния массива при решен ных инженерных задач в горн ительной и гидротехническои Известен прибор для компрессионных испытаний, включающий емкость для исследуемого материала, нагрузочное устройство в виде поршня и винтового пресса, измеритель деформации и динамометрическое приспособление. В данном приборе фиксируются сжимающие напряжения и деформации, позволяющие также вычислять плот-. ность (объемную массу) грунта 1 11Недостатком известного прибора для компрессионных испытаний является то, что он не позволяет совмещать компрессионные испытания со статичес" ким зондированием напряженного образца потому, что в нем отсутству зондировочное устройство, а та отсутствует доступ к образцу д дирования в процессе его нагруНаиболее близким к изобрете техническим решением является ство, содержащее станину, конт для грунта с кольцевым штампо тикальный зондирующий стержень коничником, расположенный соос с контейнером, измерительные и вые приспособления и механизм та контейнера в вертикальной п кости 21,В известном которого являе ний грунта на сложном нессим состоянии, воз тов на одном о чэтки) при раз торные штампы, наконечника (к рую постоянную устройстве, целью тся проведение испытавращательный срез при етричном напряженном можно повторение опыбразце (поворот крыльных нагрузках на секпри условии внедрения рыльчатки) на некотоглубину. Статическоеже зондирование, требующее определения усилия внедрения наконечникапо всей глубине образца в известномприборе, можно выполнить на одном образце лишь один раэ, при какой-тоодной плотности и сжимающей нагрузкена кольцевой штамп, так как последующие зондирования при других нагрузках не могут осуществляться по нарушенной части образца. Это не позво,ляет испытывать один и тот же образец грунта статическим зондированиемпри разной его плотности и разномнапряженном состоянии. Повторение жеиспытаний на различных образцах, при 15разных нагрузках нежелательно, таккак это вносит неопределимые погрешности за счет возможного отличияструктурно-текстурных особенностейвлажности, количественного и качест" Ввенного состава породных компонентов (в породных смесях отобранных иэнасыпей и отвалов) разных образцов.Если при испытании на вращательныйсрез, когда нагрузка на плоскостьсреза обеспечивается прежде всегодополнительными секторными штампами, указанный недостаток не имеетсущественного значения, то при испы"тании методом статического зондирова-ния, требующем равномерного напряженного состояния образца по глубине,это вызывает значительные погрешности,Цель изобретения - обеспечение35возможности испытания грунта статическим зондированием при различномнапряженном состоянии грунта.Поставленная цель достигаетсятем, что в приборе для испытаниягрунтов, включающем рабочий цилиндр,установленное в нем нагрузочноеприспособление со штампом, выполненным с отверСтием, через котороепропущен стержень с наконечником,45связанным с нажимным винтом и измерительным приспособлением, штампснабжен размещенным на нижней егоповерхности диском, причем отверстиештампа выполнено радиальным и рас 50положено несоосно по отношению коси рабочего цилиндра, а диск выполнен с отверстиями по размерунаконечника, расположенными при повороте диска с возможностью совпадения с радиальным отверстием штампа, при этом рабочий цилиндр выполнен поворотным вокруг своей осив горизонтальной плоскости, а стержень с наконечником, нажимным винтом и измерительным приспособлением установлены с возможностью радиального перемещения.На фиг. 1 изображен прибор для испытания грунтов, общий вид; на фиг, 2 - схема расположения зондировочных отверстий в штампе.Прибор состоит иэ двух скрепленных между собой взаимодействующих узлов: компрессионного и зондировоч" ного. Компрессионный узел содержит сплошную емкость (рабочий цилиндр)1 для исследуемого образца, нагрузочное устройство, включающее стани" ну 2, выполненную заодно с винтовым прессом 3, служащим для создания вертикальной нагрузки на штамп 1 через динамометр 5, и два индикатора 6 для измерения деформации.Зондировочный узел содержит основание 7, к которому прикреплены направляющие стойки 8, скрепленные в верхней части фланцем ходовой гайки 9, каретку 10, передвигающуюся по направляющим стойкам 8, вместе с прикрепленной к ее нижней планке зондирующим стержнем 11, с помощью нажимного винта 12, нижний конец которого свободно проходит через отверстие каретки 10 и при движении вниз передает усилие на зондирующий стержень 11 через динамометр 13; а при движении вверх - винт 12, взаимодействуя фланцем своего наконечника 14 с кареткой 10, обеспечивает подъем указанных подвижных частей.Зондировочный узел установлен на верхней поперечине станины 2, в которой выполнена щель для прохода зондирующего стержня и направляющих стоек, обеспечивающая крепление и перемещение узла от центра к периферии. Итамп выполнен из двух дисков- верхнего (основного) 1 и нижнего 15, скрепленных осью 16. В верхнем диске выполнено щелевое радиальное отверстие 17 (см.фиг.2), а в нижнем- несколько круглых 18 (по размеру зондирющего наконечника), расположенных по спирали, положение которой определяется размерами отверстий и шагом изменения расстояния их от центра штампа, При взаимном повороте дисков одно из круглых отверстий поочередно совмещается со щелевым, чем достигается изменение расстояния зондировочного отверстия штам"па от центра.В некотором положении нижний дискполностью закрывает щелевое отверстие, что необходимо на период компрессионного уплотнения грунта.К днищу рабочего цилиндра прикреплена полуось 19, которая при установке цилиндра на станину заходит в еецентральное отверстие. Для поворота цилиндра вокруг полуоси 19 служатвставленные в отверстия цилиндра рукоятки 20.Прибор работает следующим образом,В цилиндр 1 помещается исследуемый образец грунта и при помощи винтового пресса 3, через штамп 4 призакрытом щелевом отверстии 17, к не.му прикладывается первая ступеньвертикальной нагрузки, величина которой определяется по динамометру 5,осадка штампа фиксируется по индика"торам 6.После стабилизации осадка освобождается штамп и поворотом нижнего диска 15 совмещается одно из отверстий 18 со щелевым отверстием 17,устанавливая таким образом зондировочное отверстие в нужном положенииотносительно оси прибора. Согласо- ЗОвывается положение штампа и зондирующего стержня, прикладывается давление на образец и производится зондирование через отверстие в штампе,по глубине образца с помощью нажим- зного винта 12. Усилия зондированияфиксируются по динамометру 13, подъемстержня производится обратным вращением винта 12,Эксперимент повторяется несколь-око раз на одном образце при другихступенях давления, предварительноповорачивая цилиндр с образцом нанекоторый угол, величина котороговыбирается в зависимости от соотношения размеров образца и наконечника (поршень не поворачивается).Угол поворота фиксируется по шкале,нанесенной на поверхности цилиндраПо результатам опытов строятсяграфики зависимостей удельного сопротивления зондированию от давления на 40 6образец, от объемной массы и относительной осадки грунта.Прибор для испытания грунтов позволяет проводить комплексные компрессионно-зондировочные испытания грунта, получая зависимости усилия зондирования от сжимающих напряженийи плотности грунта, позволяет использовать простой и доступный способстатического зондирования грунтав массиве для получения основныхрасчетных показателей - напряжений,плотности и деформированных характеристик грунтов для решения рядаинженерных задач по осадкам сооружений,Формула изобретенияПрибор для испытания грунтов,включающий рабочий цилиндр, установ"ленное в нем нагрузочное приспособ"ление со штампом, выполненным с отверстием, через которое пропущенстержень с наконечником, связаннымс нажимным винтом и измерительнымприспособлением, о т л и ч а ю щ и й"с я тем, цто, с целью обеспечениявозможности испытания грунта статическим зондированием при различномнапряженном состоянии грунта, штампснабжен, размещенным на нижней егоповерхности диском, причем отверстиештампа выполнено радиальным и расположено несоосно по отношению к осирабочего цилиндра, а диск выполненс отверстиями по размеру наконечника, расположенными при повороте диска с возможностью совпадения с радиальным отверстием штампа, при этомрабочий цилиндр выполнен поворотнымвокруг своей оси в горизонтальнойплоскости а стержень с наконечником, нажимным винтом и измерительнымприспособлением установлены с возможностью радиального перемещения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР14 481670, кл. Е 02 О 1/00, 19722. Авторское свидетельство СССРМф 633977, кл. Е 02 О 1/00, 1977,897940 ВНИИПИ Заказ 11893/4 Тираж 710 Подписное Филиал ППП "Патент",г.Ужгород, ул.Проектна