Устройство для испытания грунтов в условиях пространственно- напряженного состояния

Устройство для испытания грунтов в условиях пространственно- напряженного состояния

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PECllVEiËÈÍ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3569918/29-33 (22) 28.03.83 (46) 23.06.84. Бюл. Р 23 (72) A.Ë.Крыжановский, Ш.Ж.Суранкулов и P. Г. Погосян (71) Москорский ордена Трудового

Красного Знамени инженерно-строительный институт им. В.В.Куйбышева (53) 624.131.376.5(088.8) (56.) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 302665, кл. G 01 Б 33/24, 1971.

2. Крыжановский А.Л. Механическое поведение грунтов в условиях пространственного напряженного состояния.-"Основания, фундаменты и механика грунтов". 1983, В 1. (5 4 ) (5 7 ) 1 . УСТРОИСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ

ГРУНТОВ В УСЛОВИЯХ ПРОСТРАНСТВЕННОНАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ, содержащее составной корпус рабочей камеры для образца грунта с эластичной оболочкой, подвижные штампы, установленные внутри корпуса, регулировочные приспособления, расходные баки дпя жидкости, волюмометры, соединенные с расходными баками и корпусом посредством трубопроводов, нагруэочное и измерительные приспособления, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с

„„SU„, 1098994. A

ЗСЮЕ02 0100 001N 3324 целью повышения точности и расширения диапазона исследовании путем фиксации величин остаточной прочности и снижения трения, оно снабжено доэаторами жидкости со штоками, регулировочными баками с упругими мембранами и нагруэочными винтами, приводом с осью и кулачковыми механизмами, волюмометры снабжены подвижными цилиндрическими перегородками, причем доэаторы жидкости соеди иены с регулировочными баками, влюмометрами и расходными баками посредством трубопроводов, .а штоки дозаторов жидкости связаны с кулачковыми механизмами.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что камера для образца грунта снабжена прокладками, выполненными со скользящими поверхностями из органических и неорганических сжимаемых материалов.

3. Устройство по п. 1, о т л ич а.ю щ е е с я тем, что подвижные цилиндрические перегородки волюмометров выполнены в виде жестких пластин и снабжены фетровыми уплотнителями, расположенными на торцах каждой перегородки.

1098994

Изобретение относится к строительству и предназначено для определения прочностных и деформационных характеристик грунтов в условиях пространственно-напряженного состояния.

Известна устройство для испытания грунта в условиях прост >анственнонапряженного состояния, включающее рабочую камеру дня образца грунта,,систему гидродомкрата, соединенных посредством трубопроводов с рабочей 10 камерой, и измерительные приспособ,ления (1 3.

Недостатком этого устройства является сложная технология испытания грунта из-за наличия девяти раздель- 15 но управляемых гидродомкратов и ограниченности диапазона их работы.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для испытания грунта в условиях пространственно-напряженного состояния, включающее составной корпус рабочей камеры для образца грунта с эластичной аболочкой,подвижные штампы, установленные внутри корпуса, расходные баки для жидкости, регулиравочные -приспособления, валюмометры соединенные с расходными баками и корпусом посредством трубопроводов, нагрузочное и измерительные приспособления f2).

ЗО

Недостатками известного устройства являются низкая точность определения механических характеристик и невозможность фиксации величин остаточной прочности грунта. 35

Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона исследований путем фиксации величин остаточной прочности и снижения трения. 4О Цель достигается тем, что устройство для испытания грунта в условиях пространственно-напряженного состояния, включающее составной корпус рабочей камеры для образца грунта с эластичной оболочкой, подвижные штампы, установленные внутри корпуса, регулиравочные приспособления, расходные баки для жидкости, валюмометры с жидкостью, соединенные с расходными баками и корпусом посредствам трубопроводов, нагрузочнае и измерительные приспособления, снабже но дазаторами жидкости со штоками, регулировочными баками с упругими мембранами и нагруэачными винтами, приводом с осью и кулачковыми механизмами, волюмаметры снабжены подвижными цилиндрическими перегородками, причем дозаторы жидкости соеди- 6О иены с регулировачными баками, волюмометрами и расходными баками IIoсредством трубопроводов, а штоки даэаторов жидкости связаны с кулачковыми механизмами. 65

Причем камера для образца грунта снабжена прокладками, выполненными со скользящими поверхностями из органических и неорганических сжимаемых материалом.

Кроме того, подвижные цилиндри.ческие перегородки волюмаметрав выполнены в виде жестких пластин и снабжены фетровыми уплотнителями, расположенными йа торцах каждой перегородки.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 — схема соединения дозатора с регулировачными баками.

Устройство включает составной корпус 1 рабочей камеры для образца

2 грунта с эластичной оболочкой 3, прокладки 4, подвижные штампы 5, установленные внутри корпуса 1 и регулировочные приспособления б, закрепленные на корпусе 1. Каждое регулировачное приспособление б посредством трубопровода 7 саединенс с валкмометрами 8 — 10, которые в свок> очередь соединены с расходными баками 11 — 14 для жидкости посредством трубопроводов 15 — 18 с вентилями 19 — 21. КаждЫй Расходный бак 11 — 14 снабжен соответственно манометрами 22 — 25 и вентилями

"Набор" и "Сброс" 2б — 33 и подсоединен к компрессору и вакуум-насосу (не показаны) соответственно через вентили 34 и 35. Дозаторы Зб жидкости са штоками 37 соединены с регулировочными баками 38 с упругой мембраной 39 и нагрузочными винтами

40 и через вентили 41 и 42 подсоединены к трубопроводам 15 — 17.

Штоки дозатаров 37 связаны с кулачковыми механизмами 43, установлен-. ными на оси 44 привода (е показан).

Валюмаметры 8 — 10 снабжены перегородками 45. На трубопроводе 7 установлены вентили 4б — 48 и ма *ометры 49 — 51, а трубопровод 18 соединен с трубопроводом 7 через вентили 57 — 54.

Устройство работает следующим образом.

Производят монтаж составного корпуса 1, состоящего из шести частей, каждая из которых имеет автономный штамп 5 и эластичную оболочку 3. В рабочую камеру помещают образец 2 грунта. Для этого на оболочках нижней и боковых граней устанавливают прокладки 4 и заполняют камеру образцам грунта нужной плотности, а затем на него ставят верхнюю прокладку и закрывают рабочую камеру. Таким образом образец

2 грунта изолируется от поверхности эластичной оболочки. Прокладка

4 может быть выполнена из органических и неорганических материалов, имеющих скользящую наружную поверх1098994

У ность, причем плотность прокладки

4 должна быть эквивалентной плотности грунта (например, облученный полиэтилен, графит, дисульфит, бумага, картон и другие), Прокладки 4 предназначены для снижения киыематического трения между движущимся грунтом

2 и эластичными оболочками 3. После размещения образца грунта в рабочей камере производят равномерное уплотнение. Для этого открывают вентили

28,26,30,46,47 и 48 и из компрессора сжатого воздуха в расходные баки

11 — 13 подают воздух. Давление возд ха передается ыа грунт через жидкость, например глицерин. Линейная деформация образца грунта определяется по перемещению цилиндрических перегородок 45 в трубках волюмомет ров 8 — 10. Равномерное гидростатическое уплотнение грунта производят ступенями до стабилизации величины деформирования грунта при заданном напряжении. Жесткость стенок рабочей камеры при размещении образца грунта обеспечивается подвижными перфорированыьни штампами 5, на которые эластичные оболочки 3 прилипаются, например при дополнительном трамбовании грунта. После гидростатического обжатия подвижные штампы 5 посредством регулировочных приспособлений 6 отодвигаются от резиновых оболочек 3 и производится неравыомерная передача нагрузки по трем ортогональным направлениям путем впрыскивания необходиьых объемов жидкости с помощью дозаторов 36 эа счет перепада давления Р (йР=Р„-Р2) .

Включают привод (не показан) и вращают его ось 44 с кулачковыми механизмами 43, которые связаны со штоком 37 дозаторов 36. Кулачки

43 размещены на оси 44 под углом

120О. Каждый кулачковый механизм .

43 при его вращении приводит шток

37 доэатора 36 в открытое или закрытое положение. Жидкость иэ регулировочных баков 38 порциями поступает в трубопроводы 15 — 17 и перемещает цилиндрические перегородки 45 в волюмометрах 8 — 10.

Расход жидкости в регулировочных баках 38 контролируют посредством упругой деформации мембраыы 39 винтом 40. Объем впрыскиваемой жидкости можно регулировать варьированием перепада давления (АР=Р1(2 201)В КаждОм из направлений, что позволяет в широких пределах регулировать скорость подачи жидкости, изменением пропускной способности штоков 37 дозаторов 36, а также регулировани ем положения упругой пластины-мембраны 39 винтом 40. Таким образом, устройство позволяет осуществлять подачу жидкости в грунт с различными расходами и скоростями при заданном соотношении величин деформации.

Изменение перемещения грани образца грунта осуществляют по фиксации положения перегородок 45 в трубках волюмометров 8 — 10. Перегородки lO 45 выполнены в виде сплошного цилиндра из жесткого материала (плотность равна плотности жидкости, например эбонит, оргстекло и т.п.), заключенного между пластинами из

15 Фетра. Фетр (ые показан) используются для снятия трения перегородки 45 со стенкой волюмометра.

Ф

При испытании образца грунта по схеме заданных деформаций после гидРостатического обжатия образца 2 грунта и отвода перфорированных штампов 5 включают привод и приводят в движение дозаторы 36 Закрывают краны 19 — 2 1, открыв ают краны 4 1 и 42 и обеспечивают порционную . подачу жидкости из регулировочных баков 38 к волюмометрам 8 — 10.

На волюмометрах устанавливают заданные величины деформации грунта по

ЗО трем ортогональным направлениям.

При этом напряжения в. грунте измеряют образцовыми манометрами 49 — 51.

Для обеспечения требуемого соотношения главных деформаций необходимо непрерывно поддерживать заданную

35 разность давлений лР по всем трем направлениям, которые контролируют посредством сравнения показаний образцовых манометров, например 22 с

49, 23 с 50 и 24 с 51. В ходе испы4п тания грунта можна менять также соотношение величин деформации грунта.

Испытание грунта проводят непрерывыО и в состоянии. предельного равновесия.

45 СтРоя графики зависимости Деформация — напряжение", "Касательное нормальное ыапряжения".и т.д., можыс найти деформационные и прочностные характеристики грунта, а также определить "пиковую" и остаточную

5О прочности грунта.

Предлагаемое устройство позволяет проводить испытания грунта при различных режимах и условиях ыагружеыия образца грунта по трем направ55лениям, увеличивает точность определения величин прочностных характеристик грунта, а также позволяет полуавтоматиэировать операции испытания грунтов в условиях простgg раыствеыно-напряженного состояния.

1098994

1098994

Составитель Г.Мартынова

Редактор Н.Лазаренко Техред Т.дубин а Корректор A ° Tÿñêî

Заказ 4330/24 Тираж 644 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

I по делам изобретеннй и открытий

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

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