Устройство для испытания грунта на компрессию и сдвиг

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК в Е 02 Р 1 02 П ИЕ ИЗОБРЕТМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСНО научно-исследоваукторский и проектпромышленноститкин А. М., Жу чения деформаци ОНТИ, ВИЭМС ство СССР1(02, 1979 (проСПЫТАНЮ И СДВ спытан унт ДГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Государственныйтельский, проектно-констрный институт угольнойУкр НИИпроект(56) 1. Ломизе Г. М., Гков Н. В: Прибор для изусдвига пластичных глин.М 1968, с. 11 - 13.2. Авторское свидетель881195, кл. Е 02 Ртотип).(54) УСТРОЙСТВО ДЛГРУНТА НА КОМПРЕС(57) 1, Устройство для ЯО 106075 на компрессию и сдвиг, содержащее станину, рабочую камеру для грунта с шарнирно закрепленным днищем и боковыми стенками, каретку, установленную с помощью роликовых опор между днищем- рабочей камеры и станиной, нагрузочное приспособление, включающее винтовой пресс и штамп, сдвигающее динамометрическое приспособление двустороннего действия, измерительные приборы, отличаюиееся тем, что, с целью повышения точности определения прочностных и деформационных характеристик, за .счет обеспечения плоскопараллельного перемещения штампа и равномерной осадки образца, оно снабжено штоком, поперечной балкой и втулкой, вмонтированной в балку, при этом шток размещен во втулке и жестко соединен со штампом, поперечная балка соединена со станиной, а динамометр нагрузочного приспособления установлен на штоке над балкой.1060757 2. Устройство для испытания грунта на компрессию и сдвиг, содержащее станину, рабочую камеру для грунта с шарнирно закрепленным днищем и боковыми стенками, каретку, установленную с помощью роликовых опор между днищем. рабочей камеры и стай иной, нагрузочное приспособление, включающее винтовойпресс и штамп, сдвигающее динамометрическое приспособление двустороннего действия, регулировочный винт, измерительные приборы, отличающееся тем, что, с целью по 1Изобретение относится к строительствудля исследования деформативных и прочностных свойств грунтов и может быть использовано для получения исходных характеристик при оценке свойств и состояния 5груйтов в строительстве и горном деле.Известно устройство для изучения деформации и сдвига пластичных глин 1),Недостаток известного устройства - яизкая точность измерения прочностных харак.теристик, ввиду действия пары касательных 10сил различной величины по верхним гранямв одном направлении и по боковым - вдругом, что вызывает перекос штампа. Кроме того, рифленые стенки корпуса устройства способствуют увеличению трения грунта15по ним при компрессионяом уплотнении иепристеяному скольжению, возникающимпри скашиваяии образца,Наиболее близким к предлагаемому является устройство для испытания грунтана компрессию и сдвиг, содержащее станину, рабочую камеру для грунта с шарнирнозакрепленными днищем и боковыми стенками, каретку установленную с помощьюроликовых опор между днищем. рабочейкамеры и станиной, нагрузочное приспособление, включающее вийтовой пресс и 25штамп, сдвигающее динамометрическоеприспособление двустороннего действия,регулировочный винт, измерительные приборы 2.В этом устройстве благодаря возможности перемещения рабочеикамеры со штам 30пом относительно нагрузочного приспособления, с помощью регулировочного винта,обеспечивается удержание точки приложения вертикальной нагрузки в цейтрештампа, что исключает перекос динамоч 35метра и создание дополнительнои парывертикальных сил, способствующих указанному повороту (перекосу) образца. Однако это не исключает вращательного действия горизонтальных касательных сил, поэтовышения точности определения прочностных и деформационяых характеристик, за счет обеспечения плоскопараллельного перемещения штампа и равномерной осадки образца, оно снабжено штоком, поперечной балкой и втулкой, вмонтированной в балку, и плитой с роликовой опорой, при этом шток жестко соединен с плитой и установлен на штампе посредством роликовой опоры, поперечная балка соединена со станиной, а динамометр нагрузочяого приспособления установлен на штоке над балкой. 2му перекос штампа уменьшается, но яе исключается полностью.Недостатком известного устройства является низкая точность измерения деформационных и сдвиговых характеристик груйтов в виде действия неуравновешенной пагоризонтальных касательных сил (по верхнеи и нижней граням обра" ца), что вызывает перекос штампа и неравномерную обсадку образца.,Цель изобретения - повышение точности определения прочностных и деформационяых характеристик за счет обеспечения плоскопараллельйого перемещения штампа и равномерной осадки образца.Поставлеяная цель достигается тем, что устройство для испытания грунта яа компрессию и сдвиг, содержащее станину, рабочую камеру для грунта с шарнирно закрепленным днищем и боковыми стенками, каретку, установленную с помощью роликовых опор между днищем рабчей камеры и станиной, нагрузочное приспособление, включающее винтовой пресс и штамп, сдвигающее динамометрическое приспособление двустороннего действия, измерительные приборы, снабжено штоком, поперечной балкой и втулкой, смонтированной в балку, при этом шток размещен во втулке и жестко соединен. со штампом, поперечная балка соединена со станиной, а дийамометр яагрузочйого приспособления установлен яа штоке яад балкой. Согласно второму варианту устройство для испытания грунта на компрессию и сдвиг, содержащее станину, рабочую камеру для груйта с шарнирно закрепленным дйищем и боковыми стенками, каретку, установленную с помощью роликовых опор между дяищем рабочей камеры и станиной, нагрузочное приспособление, включающее винтовой пресс и штамп, сдвигающее дияамометрическое приспособление двустороннегодействия, регулировочный винт, измерительные приборы, снабжено штоком, поперечной балкой и втулкой, вмонтированной в балку, и плитой с роликовой опорой, при этом К основанию 9 и стенкам 8 прикреплены индикаторы 26 и 27 часового типа, фиксирующие перемещение днища 5 корпуса и штампа 11 соответственно.Устройство для испытания грунта на компрессию и сдвиг работает следующим образом. шток жестко соединен с плитой и установлен на штампе посредством роликовой опоры,.поперечная балка соединена со станиной, а динамометр нагрузочного приспособления установлен на штоке над балкой,На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид (первый вариант); 1 О на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1;,на фиг. 3 - то же, общий.вид (второй вариант); на фиг, 4 - разрез Б - Б на фиг. 3. В камеру 5 помещают исследуеМый образец грунта и при помощи винтовогопресса 2 через штамп 11 к нему прикладывается вертикальная нагрузка, величинакоторой определяется по дийамометру 12.После некоторого уплотнения образцак нему при помощи сдвигающего приспособления вращением винта 20 прикладываетсябоковое усилие в одном из направлений,благодаря которому днище 6 корпуса перемещается по верхним роликовым опорам 18относительно основания 9 каретки и происходит перекашивание образца в соответствующую сторону.Втулка 4, жестко соединенная посредством балки 3 со станиной 1, является направляющей для штока 10 со штампом 11,благодаря чему обеспечивается плоскопараллельное перемещение, штампа, уравновешивание возникающего в образце крутящего момента, равномерная осадка образца и соответствующее повышение точности измерений.При перемещении днища 6, например,влево, правая стенка 7 рабочей камеры,перекашиваясь, опирается наподобие рычага о кромку неподвижного штампа 11,благодаря чему верхний шарнир стенки 7,а вместе с ним вся каретка, с торцовымистенками 8 и основанием 9 перемещаютсявправо по роликовым опорам 19 относительно станины 1.Согласно второму варианту устройстводля испытания грунта на компрессию исдвиг содержит станину 1, выполненнуюзаодно с винтовым прессом 2, прикрепленную к станине 2 поперечную балку 3со встроенной втулкой 4, камеру 5 для исследуемого образца, состоящую нз корытообразного днища 6 с шарнирно прикрепленными стенками 7, которые шарнирно присоединены к сплошным торцовым стенкам 8,прикрепленным к основанию 9 каретки.Между винтовым прессом 2 и штампом1 О установлены динамометр 11, жесткосоединенные между собой шток 12, опорная плита 13 и роликовые опоры 14, служащие для передачи давления и уменьшениятрения при взаимном смещении штампа 10и плиты 13,В рабочей камере установлены рифленые, перфорированные плиты 15 и 16 собразованием между днищем 6 и штампом10 гидравлических камер, сообщающихсяс атмосферой посредством канала 17 и трубки 18. Между торцовыми стенками 8 и днищем установлены резиновые уплотнитеСдвигающее динамометричегкое приспособление двустороннего действия содержит винт 20, скобу 21 и динамометр 22, 45при этом последний установлен между опорными стойками 23 и 24, выполненными заодно с днищем 6 корпуса, а скоба 2 охватывает динамометр 22 и переднюю стойку 23.Винт 20, установленный в резьбовом отверстии стойки основания каретки, проходит 50через отверстие в стойке 23, а упор 25 -через отверстие в задней щеке скобы 21.Взаимодействие винта 20 со скобой 21динамометром 22, стойками 23 и 24 привращении вправо или влево обеспечиваетсоответственно двустороннее перекашивание корпуса с образцом и измерение усилия,Устройство для испытания грунта на компрессию, и сдвиг содержит станину 1, выполненную заодно с винтовым прессом 2, прикрепленную к станине поперечную бал- ку 3 с встроенной втулкой 4, камеру ,5 для исследуемого образца, состоящую из днища 6 с шарнирно прикрепленными стен-ками 7, которые шарнирно присоединены к сплошным торцовым стенкам 8, прикрепленным к основанию 9 каретки.Шток 10 жестко скреплен со штампом 11. Между винтом 2 и штоком 11 установлен динамометр 12. Шток 10 свободно прохо дит во втулке 4.Для улучшения сцепления с образцом, дренирования воды и воздуха в рабочей камере установлены рифленые, перфорированные плиты 13 и 14, с образованием между днищем 6 и штампом 1 гидравлических камер, сообщающихся с атмосферой посредством канала 15 и трубки 16. Между торцовыми стенками 8 и днищем размещен резиновый уплотнитель 17 для удержания воды в днище.Прибор содержит также верхние роликовые опоры 18, установленные между днищем 6 и основанием 9, и нижние роликовые опоры 19, установленные между основанием 9 и станиной 1, Роликовые опоры служат для передачи давления и уменьше ния трения между основанием 9 каретки, станиной 1 и днищем 6 корпуса.10607575ли 19. Прибор содержит также верхние ро сликовые опоры 20, установленные между тднищем 6 и основанием 9, и нижние роликовые опоры 21, установленные между осенованием 9 и станиной 1,Сдвигающее динамометрическое приспо 5 псобление 22 двустороннего действия, каки в первом варианте прибора, содержитвинт, скобу и динамометр, взаимодействуютщие со стойками днища 6 и основанием 9каретки. ОгРегулировочный винт 23, служащий дляперемещения каретки в горизонтальнойдплоскости, установлен в резьбовом отверсмстии стоики станины 1 и, взаимодействуяксвоим фланцем с основанием 9 каретки,обеспечивает ей возвратно-поступательное 15нпередвижение. Перемещения корпусаитштампа 10 фиксируются индикаторами 24и 25, прикрепленными к осяованию 9 и стенкам 8 соответственно.Устройство для испытания грунта на20 ткомпрессию и сдвиг согласно второму варианту работает следующим образом. После размещения в рабочей камере 5 и уплотнения образца при помощи винтового пресса 2 прикладывается боковое усилие 25 .сдвигающим приспособлением 22. При этом происходит перекашивание образца в направлейии действия усилия. Если днище 6 корпуса перемещается, например влево; то правая боковая стенка 7 стремится двинуть штамп также влево от оси винового пресса,Такое смещение штампа увеличиваетго перекос, так как при этом образуетсяара вертикальных сил, которая вместепарой горизонтальных (скашивающих)ил стремится повернуть образец в одномаправлении (по часовой стрелке в плоскоси чертежа). Во избежание этого перемещают центр приложения. нагрузки на друую сторону от центра штампа 10, перевигая регулировочным винтом 23 кареткуобразцом вправо.образцом вправо. При этом пара вертиальных сил создает крутящий момент проивоположного направления горизонтальым силам. Для уравновешивания моменов" и обеспечения плоскопараллельногоеремещения штампа 10 (равномерногоплотиеяия образца) основание 9 кареткиеремещают навстречу движению днища 6аким образом, что индикаторы 25, распооженные на противоположных сторонахштампа 10, показывают одинаковую осадку образца.Предлагаемый прибор позволяет получать прочностяые характеристики грунта,более точно отражающие его состояяие вразных точках массива и в разные периодыего формирования насыпей, в том числев основайиях сооружений, передвигающихся и работающих машин, при сложном напряженном состоянии.1060757 6 рф СоставителТехред И. ВТираж 673И Государственного кделам изобретений иМосква, Ж - 35, РаушсП Патент, г. Ужгоро Л. Троес ктор Г. Огарсное 5я, 4 1130илиал П Редактор С. Лисин Заказ 9989/32 ВНИИь нинаР КорПодомитета СССРоткрытийкая наб д. 4д ул Проектна