Прибор для испытания грунтов вращательным срезом

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистнческнхРеслублнк н 903468(22) Заявлено 250779(21) 2804727/29-33 РМ К з с присоединением заявки Мо Е 02 0 1/02 6 01 И 3/24 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий) ПРИБОР цЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТ ВРАЦАТЕЛЬНЫМ СРЕЗОМ оответственно с нагруигающим приспособления связаннымжающим и Изобретение относится к строктельству, а именно к технике дляисследования физико-механическихсвойств грунтов в лабораторных условиях, и может быть использовано в моделировании напряжений и деформацийгрунта при его вращательном срезе.Ивестен прибор для определениясопротивления грунта сдвигу, содержащий корпус с рабочим кольцом, нагружающее устройство и приспособление для передачи сдвигающего усилия со штоком, а для осуществлениявращательного среэ,а - цилиндрическийстакан с острыми кромками, разделенный внутренними перегородками исоединенный со штоком 1),Недостатком этого прибора является то, что укаэанный цилиндрический стакан позволяет производитьсрез грунта в образце только по одной круговой поверхности и не обеспечивает вращательного среза одновременно по двум кр, говым и по цилиндрической поверхности.Наиболее близким к предлагаемомуявляется прибор для испытания грунтов вращательным срезом, содержащийстанину, контейнер для грунтов соштампом и лопастным наконечником,ми 2)Недостатком этого устройства яв ляется отсутствие воэ,жности создания равномерно напряженного состояния в нижней и верхней круговойплоскости среза крыльчатки, а такжеравномерного бокового давления (бокового распора) в образце грунта.Цель изобретения - повышение точности измерения.Поставленная цель достигается .тем, что прибор для испытания грун тов вращательным срезом, содержащийстанину, контейнер для грунтов сразмещенными в нем штампом и лопастным наконечником со штоком, связанными соответственно с нагружающим и 20 сдвигающим приспособлениями, измерительные приборы, контейиер снабженмонтированными в его стенках датчиками давления, штамп выполнен сплошным, шток лопастного наконечника про пущен через днище контейнера, установленного с возможностью поворотавместе с лопастным наконечником.На фиг.1 схематически изображенпредлагаемый прибор для испытания 30 грунтов вращательным срезом в первом.рабочем положении, вертикальный разрез; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1;на фиг.3 - узел 1 на фиг.1 (датчикдавления в корпусе); на фиг.4 - прибор во втором рабочем положении приоповернутом на 180 корпусе с нагружающим устройством и прикрепленнойсрезной головкой; на фиг.5 - разрезЬ-Б на фиг.4.11 рибор содержит цилиндрическийкорпус 1 с днищем, в котором помещается исследуемый образец, нагружающее устройство 2 в виде винтовогопресса, служащее для создания нер-тикальной нагрузки на поршень 3 через динамометр 4, два индикатора 5для измерения вертикальных деформаций, лопастной наконечник б(крыльчатка), шток котороговстроеч в днище корпуса, установочная втулка 7 со штифтом 8, фиксирующим положение лопастного наконечника по вертикали, датчик 9 давленияв виде пластин на двух опорах, встроенных в щелевые прорези стенок корпуса, с наклеенными тензодатчиками10 с наружной стороны, станина 11 сдвумя стойками 12, в подшипниках которых закреплены цапфы 13 нагружающего устройства 2, стопорное устройство, включающее Фиксатор 14, скрепленный со стойкой 12, и диск 15 сотверстиями, скрепленный с нагружающим устройством, для установки корпуса н разных рабочих положениях.Прибор содержит также срезную головку, содержащую рукоятку 16,рычаг 17,центральную втулку 18, две динамометрические пружины 19 с кронштейнами20, стакан 21, скрепляющий срезнуюголовку с нагружаищим устроиством исо штокомлопастного наконечника б,барабан 22 самописца с осью и паройконических шестерен 23, отметчик 24,ползунок 25 отметчика, поводок 26рукоятки, скрепленный тросом 27 сползуном отметчика,11 оследовательность рабочих операций и взаимодействие частей прибораследующие.В первом рабочем положении (фиг.1и 2) лопастной наконечник б закрепляется с помощью втулки 7 и штифта 8в одном из отверстий штока на такойвысоте, чтобы после уплотнения грунта лопасти оказались в центральнойчасти образца. Затем следует заполнение рабочей камеры грунтом, установка поршня 3, динамометра 4 и индикаторов 5, после чего прикладываетсяпервая ступень сжимающей нагрузкивинтовым прессом, замеряются осадкигрунта индикаторами 5 и боковой распор датчиками 9 и 10 (с помощью тензоиэмерительной аппаратуры). 11 ослестабилизации осадок грунта приборперенодят во второе рабочее положение (фиг.4) поворотом нагружающегооустроиства с корпусом на 180 . При50 55 дает возможность экономить на одном.опыте по. сравнению с аналогичными испытаниями в массиве через скважиныобщепринятым прибором УИГС (в шестикратном повторении) 85, / руб, Присравнительно небольшой занятости одного прибора испытания грунта вещательным срезом (100 опытов в год)экономический эффект составит 8570руб (по выполненному расчету),бО 65 5 О 15 20 25 ЗО 35 40 45 этом фиксатор 14 заходит в одно из отверстий диска 15, закрепляя корпус в новом положении.Для осуществления вращательного среза в этом положении к нагружающему устройству 2 со стороны днища корпуса 1 прикрепляется срезная головка (фиг.4). При повороте рукоятки 16 усилие передается через две пары кронштейнон 20 и динамометрические пружины 19 (фиг.4 и 5) на рычаг 17, скрепленную с ним центральную втулку 18 и через шпоночное соединение на шток лопастного наконечника 6, Растяжение пружин 19 вызывает поворот рукоятки 16 на некоторый угол относительно рычага 17, при этом прикрепленныи к рукоятке поводок 26 с помощью тросика 27 перемещает в канале рычага 17 ползунок 25 с отметчиком 24, который фиксирует на бумажной ленте барабана 22 линейную величину, пропорциональную крутящему моменту на лопастях наконечника. По мере среза грунта лопастной наконечник вместе с втулкой 18 и рычагом 17 начинает поворачиваться, при этом барабан 22 движется по окружности в горизонтальной плоскости (вместе с рычагом 17), а так как его малая коническая шестерня обкатывается по большой неподвижной шестерне 23, то барабан одновременно поворачивается вокруг своей оси на угол, пропорциональный углу поворота наконечника в грунте. ДФнный угол фиксируется отметчиком на бумажной ленте барабана. Одновременно движение отметчика и поворот барабана позволяет получать на ленте самописца график зависимости сопротивления грунта срезу от его деформации.Масштаб отмечаемого крутящего момента на барабане изменяется путем установки кронштейнов 20 с пружинами 19 в разных положениях вдоль щелевых прорезей рукоятки 16 и рычага 17 относительно вертикальной оси вращения. Пружины тарируются в определенных положениях относительно оси прибора.В процессе среза грунта Н приборе Фиксируются также величины бокового и вертикального давления и вертикальной деформации.Прибор для испытания грунта вращательным срезом позволяет проводить испытания на образцах грунта, чтоКроме .этого, благодаря измерени - ям напряжений и деформаций при вращательном срезе становится возможным более точно и обоснованно устанавливать прочностные характеристики грунтов, а благодаря сравнению результатов лабораторных и полевых опытов закономерности в изменениях напряженно-деформируемого состояния масснва. Формула изобретенияПрибор для испытания грунтов вращательным срезом, содержащий стани-. ну,. контейнер для грунтов с размещенными в нем штампом и лопастным наконечником со штоком и связанными соответственно с нагружающим и сдвигаю"щим приспособлениями, измерительныеприборы, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностиизмерений, контейнер снабжен смонтированными в его стенках датчикамидавления,штамп выполнен сплошным,шток лопастного наконечника пропущен,через днище контейнера, установленного с воэможностью поворота вместес лопастным наконечником.0Источники информации,принятыево внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 459708, кл. С 01 Б 3/24, 1975.2. Авторское свидетельство СССР15 Р 633977, кл, 6 01 Б 3/24, 1977.903468 Составитель В.ЛатушкинТехред Л. Пекарь Корректор Л.Бокшан Редактор 11.Алексе Закаэ 47/ яиал ППП 11 атент, г, Ужгород, ул. Проектна 0 Тираж 710 ВНИИПИ Государствепо делам изобре 113035, Москва, Ж,Подписноного комитета СССРений и открытийРаушская наб., д. 4/