Способ определения характеристик прочности и деформируемости грунтов и прибор для осуществления этого способа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

№ 117814

Класс 42k, 29„

СССР

БЕБДЯр-ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М, В. Малышев

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЧНОСТИ И

ДЕФОРМИРУЕМОСТИ ГРУНТОВ И ПРИБОР ДЛЯ

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ЭТОГО СПОСОБА

Заявлено 19 февраля 1958 г. за ¹ 592621/29 в Комитет но делгги нзобре;ений и открытий нри Совете Министров СССР

Изобретение относится к способам определения характеристик прочности и деформируемости грунтов посредством трехосного об>катил образцов и измерения величин напряжений и соответствующих их деформаций, а также к приборам для осуществления этого способа, выполненным в виде круглого монтированного на плите резервуара, внутри которого герметически закреплена эластичная камера, служащая оболочкой образцу грунта, обжимаемому для сообщения минимального главного напряжения давлением жидкой среды, заполняющей полость между резервуаром и эластичной камерой, с прямоугольным штампом для вертикальной нагрузки и передачи образцу максимального главного напряжения.

Известные такого рода способы позволяют измерять два главных напряжения и соответствующие им деформации.

В этих приборах среднее главное напряжение равно минимальному, направленному перпендикулярно ему. Недостатком этих приборов является то, что на них невозможно выявить насколько главное напряжение влияет на прочность грунта. Для этой цели дополнительно на другом приборе определяют характеристики грунта методом кручения.

Предлагаемый способ обесгечивает полноту исследования каждого образца и исключает необходимость дополнительных испытаний методом кручения.

Достигается это применением образца в форме параллелепипеда и обжатием каждого образца с разными по величине и регистрируемыми отдельно одновременными напряжениями, прикладываемыми нормально к поверхностям граней, В данном способе при трехосном сжатии к двум боковым граням прикладываются напряжения, различные по величине. Все напряжения являются напряжениями сжатия, т. е. параллелепипед обжимается различными напряжениями, нормальными по отношению к его граням. Каса№ 117314 тельных напряжений по граням параллелепипеда не прикладывается и, следоватсльно, нормальные напряжения, действующие по его граням, являются главными.

В трех указанных направлениях действия главных напряжений осуществляется замер деформаций. Таким образом, в процессе опыта становятся известны главные деформации образца. Если в одном из направлений не дать образцу деформироваться, то испытуемый образец будет находиться в условиях плоской деформации.

В предлагаемом приборе для осуществления описанного способа внутри резервуара монтированы две жесткие передвижные пластины, обжимающие образец с тем или иным усилием, регистрируемым месдозами на гранях образца. Пластины передвигаются при помощи прикрепленных к ним одним концом нарезных штоков, другие концы которых, снабженные резьбой, пропущены в сальниках через стенки резервуара к упорным кронштейнам, фиксирующим плоскости вращения гаек, установленных для псрсмещения штоков на их нарезных концах.

Н» чертеже изооражен прсдлагаемый прибор — слева в вертикальном разрезс, а справа — вид сбоку.

Прибор состоит из смонтированного на плите 1 круглого составного резервуара, внутри которого герметически закреплена эластичная камера 2, служащая оболочкой для образца грунта 3, имеющего форму параллелепипеда, и устройства для обжатия*образца с приборами регистрирующими прилагаемые усилия к образцу. и его деформацию.

Резервуар состоит из днища 4 и стенок, представляющих собою несксль;:о устанозлснных друг на друга колец 5, б, 7, 8, 9, 10, 11, герметнч cKH соединенных между собой и скрепленных болтами. Кольца 7 выполнснь. из прозрачного материала. Герметизация соединения крайних колец 5 и 11 со смежными кольцами б и 9 осуществляется заделкой

i3 степка., концов эластичной камеры 2. герметичность соединения остальных колец обеспечивается прокладками.

В всрхнем кольце 11 устроен четырехугольный вырез для штампа

12, давление на который передается от пресса через шток 13; перемещение штампа 3» сряется индикатором. Штамп 12 создает в образце грунта максим»льпые главные напряжения.

Внутри резервуара установлены два штампа 14 для передачи на образец средних главных напряжений. Штампы снабжены месдозами и тензометрамн 15. Давление на штампы передает, я жесткими пластинами 1б через эластичную камеру 2. К тыловой стороне пластины 1б прикреплены концы штоков 17, имеющих на втором конце нарезку.

Штоки проходят через бронзовые вкладыши 18 с сальниковой набивкой

19, установленные на конце. Во вкладыше 18 имеются каналы 20, соединенные со штуцером 21 для заполнения полости прибора жидкой средой, сообщающей образцу грунта минимальные главные напряжения.

Штоки 17 перемещаются при повороте гаек 22, упирающихся в упорные шарикоподшипники 28. Перемещения штоков фиксируются индикаторами, установленными на кронштейнах 24, закрепленных на кольце 8.

Давление в полости прибора создается воздухом, поступающим через штуцер 25 крана 2б. Последний присоединен к градуированной прозрачной контрольной трубке 27, помещенной на обойме 28, которая в свою очередь, соединена с полостью прибора.

Прибор позволяет вести испытания при различной комбинации главных напряжений. Так, например, в простейшем случае можно вести испытание так же, как в одометре или стабилометре, когда отсутствуют боковые деформации. Для этого в процессе опыта кран 2б на мерной трубке закрыт, уровень воды доведен до конца трубки 27, чтобы № 117814 там не оставалось воздуха, жесткие пластины 16 в процессе опыта неподвижны.

Опыты можно производить и в условиях плоской деформации. В этом случае кран на мерной трубке открыт, жесткие пластины неподвижны, Вначале производится постепенное одновременное увеличение давления: вертикального — с помощью пресса и бокового с помощью создания давления в полости прибора, а затем увеличивается вертикальное давление, измеряется повышение уровня воды в мерной трубке и давление, показываемое месдозами.

В случае, если необходимо изменить среднее давление, то производится перемещение жестких пластин. Величина этого перемещения фиксируется индикаторами.

Предмет изобретения

1. Способ определения характеристик про шости и деформируемости грунтов посредством трехосного обжатия образцов и измерений величин напряжений и соответствующих пм деформаций, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью полноты исследования каждого образца и исключения необходимости дополнительных испь.таний методом кручения, применяют образцы в форме параллелепипеда, обжимая каждый образец с разными по всличине и регистрируемыми раздельно одновременными напряжениями, прикладываемыми нормально к поверхностям граней.

2. Прибор трехосного сжатия для осуществления способа по п. 1, выполненный в виде круглого монтированного на плите резервуара, внутри которого герметически закреплена эластичная камера, служащая оболочкой образцу грунта, обжимаемому для сообщения минимального главного напряжения давлением жидкой среды, заполняющей полость между резервуаром и эластичной камерой, с прямоугольным штампом для вертикальной нагрузки и передачи образцу максимального главного напряжения, о т л и ч à Io шийся тем, что, с целью сообщения образцу среднего главного напряжения, внутри резервуара монтированы две жесткие передвижные пластины, обжимающие обоазец

1 с тем или иным усилием регистрируемым месдозами на гранях образца, передвигаемые посредством нарезных штоков, которые одним концом закреплены на пластинах, а другим, снабженным резьбой, пропущены в сальниках через стенки резервуара к упорным кронштейнам, фиксирующим плоскости вращения гаек, установленных для перемещения штоков на их нарезных концах.

3. Форма выполнения прибора по п. 2, отличающаяся тем, что резервуар собран из отдельных, скрепленных между собой винтами, колец, герметизированных вверху и внизу краями эластичной камеры, а в средней части — отдельными прокладками, два из которых, примыкающих к среднему кольцу, выполнены из прозрачного материала, а среднее кольцо, выполненное, например, из металла, снабженное сальниками и упорами для фиксирования штоков передвижных пластин, имеет г сообщающийся с резервуаром канал со штуцерами для заполнения внутренней полости прибора жидкой средой и сообщения ей того или иного давления посредством нагнетания воздуха через штуцер в верхней части градуированной и защищенной обоймой прозрачной контрольной трубки, присоединенной к каналу кольца для наблюдений за уровнем жидкой среды. № 117814

Комитет по делам изобретений н открытий прн Совете Министров СССР

Редактор А. К. Лейкина Гр. 172

Типография Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Петровка, 14.

Информационно-издательский отдел.

Объем 0,34 и. л, Зак. 2064

Поди. к печ. 9.IV-59 г.

Тираж 710 Цена 50 коп,