Прибор для измерения касательных давлений грунта

Прибор для измерения касательных давлений грунта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КАСАТЕЛЬНЫХ ДАВЛЕНИЙ ГРУНТА, вкл10Чающий корпус с мембраной, состоящий из. и верхней крышек, жесткий диск, установленный на катковую опору, упругие измерительные элементы и тензопреобразователи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и упрощения конструкции приборка, измерительные элементы выполнены в виде двух пар криволинейных брусьев или арок и установлены соосно с жестким диском, а катковая опора выпол- . иена в виде шариков, размещенных по всей площади хсесткого диска.

СОКИ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧНКИХ

РЕСГЬ ЬЛИК

091 (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛКРЫТИЙ

1(21) 3384855/29-33 (22) 27.01.82 (46) 30.04.83, Бюл. Р 16 (72) В.П.Кудряшов. и В.Г.Пивень (71) Научно-производственное объединение фундаментостроения "Союэспецфундаменттяжстрой" (53) 624.131 531.781 (088.8) (56). 1. Авторское свидетельство СССР

9 212584, хл. Е 02 0 1/00, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

9 580280, кл. E 02 0 1/00, 1975. (54)(57) ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КАСАТЕЛЬНЫХ ДАВЛЕНИЙ ГРУНТА, включающий

ЯЯ) Е 0 2 О 1 0 0 G 01 К 1 2 2 корпус с мембраной, состоящий иэ ниж. ней и верхней крышек, жесткий диск, установленный на катковую опору, упругие измерительные элементы и тензопреобраэователи, с т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности иЗмерений и упрощения конструкции прибора, измерительные элементы выполнены в виде двух пар криволинейных брусьев или арок и установлены соосно с жестким диском, а катковая опора выпол- . нена в виде шариков, размещенных по всей площади жесткого диска.

1015045 избежны. Эти деформации будут вносить значительные погрешности в измеряемые величины касательных напряжений, так как они будут способствовать некоторому повороту колец корпуса бтносительно друг, друга, который приводит к разгрузке измерительных стержней. Так как абсолютные деформации центрально растянутого металлического измерительного стержня очень малы, то погрешности за счет деформаций опор будут значительными.

Цель изобретения — повышение точности измерения и упрощение конструкции прибора.

Указанная цель достигается тем, что в приборе для измерения касательных давлений грунта, включающем корпус с мембраной, состоящий из нижней и верхней крышек, жесткий диск, установленный на катковую опору, упругие измерительные элементы и тензопреЬбразователи, измерительные элементы выполнены в виде двух пар криволинейных брусьев или арок и установлены соосНо с жестким диском,а а катковая опора выполнена в виде шариков, размещенных по всей площади жесткого диска.

На фиг. 1 схематически показан прибор, продольный разрез, на фиг.2— то же, поперечный разрез.

Прибор содержит корпус, состоящий из двух жестких крышек 1 и 2, внутри которого установлен жесткий металли.ческий диск 3 на катковой опоре из шариков 4 и измерительные элементы в виде двух пар криволинейных брусьев или арок 5. Прибор снабжен установочным винтом б, прижимной за" щитной мембраной 7. Измерительные элементы крепятся к диску и корпусу прибора с помощью винтов 8. Мембрана 7 служит для удерживания жесткого: диска в одном положении (для гидроизоляции прибора) и крепится на верхней крышке прибора клеем с помощью прижимного кольца 9 и винтов 10.

Измерение касательных усилий производят с помощью тензодатчиков 11 сопротивления, соединенных в мостовую схему и подключенных к регист рирующему прибору электрокабелем ! 12 ° Вывод электрокабеля иэ корпуса прибора осуществляют через специ альный патрубок 13. Для осуществления более полного контакта прибора с грунтом на его поверхности устраивают фактурный -слой 14. Крышки корпуса крепят друг к другу на эпоксидном клее 15.

В

Изобретение. относится к строитель ству и может быть использовано для исследования взаимодействия сваи с грунтом основания и определения характера изменения и величины сил трения по боковой поверхности и пяте горизонтально нагруженных свай.

Известен прибор для измерения напряжений в массе грунта или по контакту с сооружением, предназначенный для измерения нормальной и ка- 10 сательной составляющих давления грунта, включающий корпус, жесткий диск с опорами и измерительные приспособления в виде балочек на двух опорах (.1) .. t5

Недостаток такого прибора-низкая точность измерения касательных давлений грунта из-за перемещения его жесткого диска под действием нормальных и касательных составляюцих дав- g0 ления и других факторов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является

,прибор для измерения касательных давлений грунта, включающий корпус 25 с мембраной, состоящий иэ нижней и верхней крышек, жесткий диск, установленный на катковую опору, упругие измерительные элементы и тензопреобразователи f2)

Недостатки укаэанного прибора заключаются в том, что при действии нормальных давлений иа контактную поверхность прибора с грунтом мембрана, которая занимает часть этой поверхности, прогибается по направлению этого давления. Нри перемецении мембраны в грунте в месте ее установки возникает арочный эффект, который будет значительно влиять на погрешность выполненных измерений 40 касательных напряжений.

Кроме того, при прогибе мембраны контакт ее поверхности с грунтом ослабляется, но не исчезает совсем, .s результате чего прибор будет иметь 45. не плоскую, а более сложную поверхность контакта с грунтом, что при осадках сваи будет вносить значительные погрешности в проводимые измерения касательных напряжений. Конструктивные особенности прибора таковы, что касательные усилия передаются на измерительные стержни со значительным эксцентриситетом.

Возникающие при этом изгибающие моменты должны компенсироваться реакциями опор внутреннего кольца, выполненных в виде шарикоподшипников по краям колец корпуса.

Так как опорными поверхностями шарикоподшипников являются сами кольца корпуса прибора, то минимальные неравномерные деформации таких опор под действием нормальных, касательных и моментных усилий неПрибор работает следующим обра,зом.

Прибор устанавливают в массиве грунта на заданном расстоянии от испытуемой сваи.

1015045

Составитель Р.Погосян редактор А.Мотыль Техред A.Ач Корректор С. Швкмар

« °

Заказ 3161/29 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Касательные напряжения воспринимаются жестким диском 3 и передаются на измерительные элементы 5, которые напрягаются, при этом со-противление.тензодатчиков 11 изменяется. Изменение сопротивления тензодатчиков регистрируется измерительными приборами (не показаны).

От воздействия нагрузки в месте установки прибора не происходит нарушения взаимодействия сваи с грунтом 10 основания, рабочая поверхность жесткого диска является лишь частью поверхности контакта прибора с грун.том, что обеспечивает простоту установки прибора на грунт. Надеж- 15 ность и стабильность его работы даже при больших осадках сваи, простота передачи касательных усилий от диска на измерительные элементы исключают погрешности прибора конструктивного характера.

Применение измерительных элементов в виде двух криволинейных 6pycbев или арок позволит значительно повысить точность измерения касательных напряжений. Так при равных нагрузках на измерительные элементы в приборе возникают примерно равные средние напряжения, однако в крайних волокнах измерительных элементов прибора возникают. напряжения противоположного знака, поэтому крепление на них активного и компен-. сационного тензодатчиков позволяет повысить чувствительность предлагае-. мого прибора по сравнению с прототипом почти в два раза, а применение двух измерительных элементов и соединения четырех наклеенных на них тензорезисторов в мостовую схему позволяет повысить иувствительность прибора еще в два раза, что особенно. важно, так как величина касательных напряжений по стволу свай различных конструкций в различных грунф товых условиях составляет 0,005.+

+ 0,06 МПа и не превьззает 0,1 МПа.