Устройство для определения механических свойств грунтов

Устройство для определения механических свойств грунтов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к определению физико-механических свойств грунтов, в частности для определения деформационных характеристик грунтов при инженерно-геологических изысканиях, и позволяет повысить точность определения свойств грунтов. Устройство содержит датчик 2 деформации, блок 3 регистрации, нагрузочный механизм 4 с электроприводом, логическую схему 6 с задатчиком 7 приложения нагрузки, дешифратор 8, счетчик 9, задатчик 10 режима разгрузки, таймер 11 с задатчиком 12 выдержки нагрузки и с задатчиком 13 режима нагружения и блок 14 управления. 8 ил.

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК щ) С 01 N 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4471264/23-33 (22) 08.08.88 .(46) 15.10.90. Бюл. N - 38 (71) Северо-Кавказский трест инженерно-строительных изысканий (72) В.В.Денисенко и Ю.А.Литвинов (53) 620.175.22(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 779878, кл. С 01 N 33/24, 1978.

Авторское свидетельство СССР

М 779855, кл. С 01 N 3/00, 1978., (54) УСТРОЙСТВО ДИ ОИРЕДЮ1ЕНИЯ МЕХАНИЧКСКИХ СВОЙСТВ ГРУНТОВ (57) Изобретение относится к опреде„.SU» 1599704 А1

2 лению физико-механических свойств грунтов, в частности для определения деформационных характеристик грунтов при инженерно-геологических изысканиях, и позволяет повысить точность определения свойств грунтов. Устройство содержит датчик 2 деформации, блок 3 регистрации, нагрузочный механизм 4 с электроприводом, логическую схему 6 с задатчиком 7 прило" жения нагрузки, дешифратор 8, счетчик 9, задатчик 10 режима разгрузки,. таймер 11 с задатчиком 12 выдержки нагрузки и с задатчиком 13 режима нагружения и блок 14 управления. 8 ил.

1599704

Изобретение относится к определению физико-механических свойств грунтов, в частности к определению деформационных характеристик грунтов при инже":.."..рно-геологических изысканиях.

Целью изобретения является повышение точности определения свойств грунтов °

На фиг.1 представлено предлагае- 10 мое устройство для определения механических свойств грунтов; на фиг. 2— датчик величины нагрузки; на фиг.3 функциональная схема блока регистра . ции; на фиг.4 — логическая схема; на фиг.5 — задатчик приложения на.- грузки; на фиг.6 — задатчик режима разгрузки; на фиг. 7 — таймер; на фиг.8 — блок управления °

Устройство содержит рабочую камеру (одометр) 1 с датчиком 2 деформации, блок 3 регистрации, нагрузсчный механизм 4 с электроприводом 5, логическую схему 6 с задатчиком 7 приложения нагрузки, дешифратор 8, счет- 25 чик 9, задатчик 10 режима разгрузки, таймер 11 с задатчиком 12 выдержки нагрузки и задатчиком 13 режима нагруженил и блок 14 управления.

Нагрузочный механизм 4 состоит из рычага 15 с ходовым винтом 16., соединенным с электроприводом 5 и взаимодействующим с подвеской 17 груза

18 постоянной массы, и датчика 19 величины нагрузки. С помощью осидержателя 20 нагрузочный механизм 4 шарнирно закреплен на столе-основании 21.

Датчик 19 величины нагрузки выполнен в виде преобразователя перемещения в код, состоящего из излучателя 22 и приемного 23 элементов, закрепленных на рычаге 15, и кодирующей шторки 24, закрепленной на ходовом винте 16. Кодирующая шторка 24 выполнена в виде непрозрачного диска со сквозными отверстиями. Шторка размещена между элемент ми 22 и 23. Число отверстий шторки согласовывается с шагом ходового винта так, чтобы

50 расстояние между соседними отверстиями соответствовало минимальному интервалу перемещения подвески 17 с грузом 18 (минимальной ступени нагр зки).

Датчик 2деформации может быть> выполнен в виде фотоэлектронного (растрового) преобразователя. Блск

3 регистрации содержит самописец 25, цифроаналоговый преобразователь 26„ счетчик 27 и логический элемент И 28.

Логическая схема 6 содержит селекторы 29 и 30, дешифратор 31, реверсивный счетчик 32 и формирователь 33.

Задатчик 7 приложения нагрузки выполнен в виде нескольких многопозиционных переключателеи: для задания количества ступеней нагрузки — переключатель 34, для: задания величины ступеней нагрузки — переключатели 35-37.

Задатчик 10 режима разгрузки выполнен в виде двухпозиционного переключателя. Таймер 11 содержит генератор

38 непрерывной последовательности импульсов и счетчик 39 с переменным коэффициентом деления, задаваемым задачиком 12 выдержки нагрузки. 3адатчик 12 выдержки нагрузки выполнен в виде многопозиционного переключателя. Задатчик 13 режима нагружения выполнен в виде двухпозиционного переключателя. Блок 4 управления содержит логические элементы И 40-42, логический элемент И-НЕ 43, триггера

44- и 45, усилители 46 и 47, элемент

48 задержки и блок 49 включения.

Устройство работает следующим образом.

Испытываемый образец грунта загружают в рабочую камеру (одометр) 1, которую устанавливают на стол †осно ние 1. и подводят к ней нагрузочный механизм 4 и датчик 2 деформации. С помощью переключателей 34-37 и задатчика 7 приложения нагрузки задают необходимую программу приложения ступеней нагрузки. Переключателем

34 задают число ступеней нагрузки, а переключателями 35-37 — величину этих ступеней. При этом может быть задана любая проrpамма приложения ступеней нагрузки с любым числом ступеней, с равномерным или неравномерным шагом по величине. В качестве первой или последней ступени нагрузки мо-. жет быть задана любая по величине нагрузка от нулевого до конечного значения. Переключателями

35-37 открывается соответствующий канал селектора 29 логической схемы 6.

С помощью задатчика 10 режима разгрузки задают режим разгрузки — ступенчатый или бесступенчатый, с помощью задатчика 13 режима нагружения задают режим нагружения — со стабилизацией деформации образца грунта на каждой ступени нагрузки с выдержкой

5 159 каждой ступени в течение определенно-. го времени без стабилизации, а с помощью задатчика 12 выдержки нагрузки задаю время выдержки каждой ступени нагрузки без стабилизации деформации образца или время достижения условной стабилизации деформации. Задатчиками 10,12,и 13 производится включение или отключение соответствующих цепей управления устройством, После задания программы испытания устройство включают в работу. При этом триггер 44 блока 14 управления устанавливается в положение включения электроприводаи через усилитель 46 включает электропривод 5 нагрузочного механизма 4 в направлении приложения нагрузки, так как в этот мо-.:..:. мент триггер 45 находится в положении приложения нагрузки. Ходовой винт 16 начинает вращаться и перемещать подвеску 17 груза 18 вдоль рычага 15. Создаваемая при этом нагрузка передается на образец грунта. Одновременно с вращением ходового винта

16 вращается кодирующая шторка 24 датчика 19 величины нагрузки, В момент, когда просветы кодирующей шторки 24 занимают положение, соосное с осью элементов 22 и 23, формируются сигналы, которые поступают в счетчик

9 величины нагрузки, где суммируются.

Информация со счетчика 9 преобразуется дешифратором 8 в позиционный код и поступает на селектор 29 логической схемы 6. Этот код содержит информацию о величине нагрузки с момента начала приложения данной ступени нагрузки. В селекторе 29 эта информация сравнивается с информацией, поступающей с задатчика 7 приложения нагрузки. В момент совпадения этих информаций из селектора 29 выдается в. блок 14 управления сигнал о завершении приложения ступени нагрузки заданной величины, который через логический элемент И 40 устанавливает тр.тгер 44 в положение отключения привода 5 и тот через уси литель 46 отключает электропривод 5.

Одновременно сигнал с селектора 29 поступает на вход реверсивного счетчика 32 логической схемы 6, содержи-. мое которого увелйчивается на "1" и в десятичном коде поступает на дешифратор 31, которым преобразуется в позиционный код и с соответствующего .

его выхода через селектор 30 выбирает

9704

6 для раЬоты сладких" лй из переключате лей 35-37, тем самым подготавливает -. селектор 29 для приложен>.". следую5 щей ступени нагрузки заланной величины. При этом селектор 30 предотвращает замыкание выходов дешифратора

3I через переключатели 35-37. Сигнал откшочения электроприводя с триггера

44 сцновременно поступает на счетчик

9 и оЬнуляет его содержимое.

Под действием приложенной ступени нагрузки образец грунта деформируется. Деформация грунта измеряется датчиком 2 деформации и в виде отДельных сигналов, каждому из которых соответствует определенная величиГ на деформации грунта в зависимости от точности датчика, передается в

2О блок 3 регистрации на счетчик 27 и через цифроаналоговый преобразователь

26 на пишущий орган самописца 25. Сигналы со счетчика 27 поступают на логический элемент И 28, который пос25 ле поступления определенного числа сигналов, соответствующего масштабу регистрации деформации, обнуляет содержимое счетчика 27 и возвращает пишущий орган самописца к нулевой отметке, Одновременно сигналы с датчика 2 деформации поступают через задатчик

13 режима нагружения в счетчик 39 таймера 11, если был задан режим нагружения со стабилизацией деформа35 ц и грунта „, к дой сту е и агруз ки. При поступленйи каждого сигнала содержимое счетчика 39 обнуляется, и он начинает отсчет заданного времени выдержки ступени нагрузки до стабилизации деформации грунта с .начала.

Скорость деформац::и грунта постепенно уменьшается, а вместе с этим увеличиваются интервалы поступления в

45 таймер 11 сигналов с датчика 2 деформации и обнуления е-о содержимого.

Если в течение заданного времени выдержки ступени нагрузки в.таймер

11 не поступит с датчика 2 очередной сигнал, таймер 11 дает в блок 14 управления сигнал о необходимости приложения очередной ступени нагрузки, и блок 14 управления включает электропривод 5 нагрузочного механизма 4 для приложения очередной ступени нф грузки.

Если режим нагружения был задан без выдержки каждой ступени до стабилизации деформации образца грунта, 1599?04 то таймер 11 датчиком 2 деформации не обнуляется и после отсчета заданного времени выдержки ступени нагрузки д ет в блок 14 управления сигнал

5 о необходимости приложения очередной ступени нагрузки. В блоке 14 управления сигнал с таймера 11 поступает на логические элементы И 41 и

42. При этом на элемент И 41 поступает разрешающий потенциал с логического элемента И-НЕ 43, а так как триггер 45 находится в состоянии "0" сигнал с таймера 11 через элемент И 41 переключает триггер 44 в "1" и тот включает электропривод 5 для приложения очередной ступени нагрузки заданной величины. Разрешающий потенциал с элемента 43 поступает также на логический элемент И 40, разрешая прохождение сигнала с логической схемы 6 через элемент 40 на триггер

44, тем самым в нужный момент выключая электропривод 5, заканчивая приложение очередной ступени наГрузки.

Аналогичным образом автоматически прикладываются н выдерживаются в заданном режиме нагружения все заданные ступени нагрузки, измеряется и регистрируется деформация грунта.

После приложения последней ступени нагрузки сигнал с переключателя 34 задатчика ? приложения нагрузки через формирователь 33 логической схемы 6 поступает в блок 14 управления через элемент 42 на триггер 45, подготавливая тем самым электропривод 5 к работе в режиме разгрузки. Сигнал с переключателя 34 одновременно поступает и на счетчик 32 логической схемы 6, переключая его на режим обрат40 ного счета.:Как только последняя ступень нагрузки будет выдержана в saданном режиме, блок 14 управления по сигналу с таймера 11 включит электропривод 5 в заданный режим разгрузки.

При этом, если переключатель задатчика 10 режима разгрузки находится в верхнем по схеме положении (фиг.6), то с выхода элемента 43 продолжает поступать потенциал на элементы 40 5<> и 41, разрешающий управление триггером 44 по входам соответственно от таймера 11 и логической схемы 6„ и разгрузка в этом случае производит-.: ся отдельными ступенями в обратном

3 нагружению порядке с выдержкой каждой в заданном режиме. Если переключатель задатчика 10 режима разгрузки находится в нижнем положении, то во время разгрузки на выходе элемента 43 возникает потенциал, запрещающий управление триггером 44 от таймера 11 и логической схемы 6, и тогда разгрузка производится бесступенчато.

После разгрузки устройства рабочую камеру 1 перезагружают очередным образцом грунта, задают соответствующую программу испытания и устройство вновь включают в работу.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность определения деформационных характеристик грунтов.

Формула и з обретения

Устройство для определения механических свойств грунтов, содержащее рабочую камеру с датчиком деформации, счетчик, блок регистрации и нагрузочный механизм с электроприводом, выполненный в виде рычага с ходовым винтом, взаимодействующим с подвеской груза, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения свойств грунтов, оно снабжено логической схемой с задатчиком приложения нагрузки, дешифратором, задатчиком режима разгрузки. таймером с задатчиками выдержкинагрузки и режима нагружения, блоком управления и датчиком величины нагрузки, выполненным в виде преобразователя . перемещения в код, состоящим из излучающего и приемного элементов, закрепленных на рычаге, и кодирующей шторки, закрепленной на ходовом винте, причем датчик деформации подключен к задатчику режима нагружения и к блоку регистрации, выход таймера, выход задатчика режима разгрузки и выходь| логической схемы подключены соответственно к соответствующим входам блока управления, выходы котороro соединены соответственно с электроприводом и с одним из входов счетчя= ка, другои вход которого подключен к датчику величины нагрузки, а выход счетчика через дешифратор соединен с входом логической схемы.

1599704

22

Фиг.

1599704

1599704

Составитель Л.шарова

Техред А.Кравчук Корректор И. муска.

Редактор Т.Парфенова

Заказ 3136

Тираж 499 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям . открьггиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент" г У г, жгород, ул. Гагарина, 101