Динамическое нагрузочное устройство для компрессионных испытаний грунтов

Динамическое нагрузочное устройство для компрессионных испытаний грунтов

Реферат

Изобретение относится к строительству и предназначено для определения физико-технических свойств грунтов.

Известны нагрузочные устройства для испытаний грунтов в приборах трехосного сжатия, включающие гидравлический цилиндр с поршнем для создания бокового давления, системы трубопроводов и измерительные приборы (см. а.с. SU 1141158 А, 23.02.1985; SU 1462150 A1, 28.02.1989).

Недостатком данных нагрузочных устройств является возможность использования их только для компрессионных испытаний грунтов в приборах трехосного сжатия, исключающих возможность исследования динамики изменения порового давления, кроме этого такая конструкция, при проведении испытаний образцов грунтов в режимах циклического и сложного нагружений при различных скоростях нагружения, затрудняет задание различных граничных условий загружения образца грунта.

Техническим результатом, достигаемым предлагаемым устройством, является автоматическое сохранение заданного номинального давления на грунт при сохранении частоты приложения нагрузки, возможность задания различных граничных условий загружений образцов грунта.

Общим признаком заявляемого устройства и известных устройств является применение системы нагружения в виде штанги с грузом. Отличительными признаками является то, что система нагружения рычажная, а также использование подъемного приспособления, состоящего из кривошипно-шатунного привода, работающего от электродвигателя через редуктор и электромагнит, который является промежуточным звеном между кривошипно-шатунным приводом и штангой с грузом.

На чертеже изображено динамическое нагрузочное устройство для компрессионных испытаний грунтов в условиях циклического и кратковременного загружения.

Предлагаемое устройство состоит из рычажной системы нагружения и подъемного приспособления. Рычажная система состоит из штанги 2 с грузом 3, передающей давление с помощью рычага 19 через шарнир 5 на шток поршня компрессионного прибора 1. Для уравновешивания рычажной системы без нагрузки предусмотрен противовес 4. Штанга имеет разметку по всей длине так, что положение груза па определенной метке соответствует давлению на грунт, кратному 0.005 МПа. Подъемное приспособление состоит из кривошипно-шатунного привода 8, работающего от электродвигателя 10 через редуктор 9 и электромагнит 6, являющийся промежуточным звеном между кривошипно-шатунным приводом 8 и штангой 2. Питание электромагнита осуществляется от сети переменного тока через стабилизатор напряжения 18, тумблер 17, понижающий трансформатор 13 и выпрямитель 14.

Устройство работает следующим образом.

Электромагнит 6, движущийся по направляющим 11, поднимает с помощью кривошипно-шатунного привода 8 тонкую стальную пластину 7 вместе со штангой 2. При достижении электромагнитом 6 самого нижнего положения, что соответствует максимальной величине сжимающей силы, прерыватель тока 12 отключает ток в обмотке электромагнита. Якорь электромагнита отходит от ярма, тем самым освобождая на этот момент пластину 7. За это время электромагнит успевает переместиться относительно пластины на величину Δ, равную значению осадки грунта. Таким образом, происходит изменение амплитуды колебания при сохранении частоты приложения нагрузки. Установка устройства в рабочее положение осуществляется посредством тумблеров 15 и 16.

Применение электромагнита позволяет проводить испытания в условиях кратковременного нагружения с изменением продолжительности цикла “нагружение-разгрузка” посредством прерывателя тока 12.

Применение на практике предлагаемого устройства позволяет, управляя процессом испытания грунтовых образцов, создавать различные граничные условия загружения посредством изменения передаточного числа редуктора или электронной схемы питания электродвигателя. Кроме того, становится возможным проведение испытания грунтов в режимах статического, циклического и кратковременного нагружения при различных скоростях нагружения с автоматическим сохранением заданного номинального давления на грунт при сохранения частоты приложения нагрузки.

Динамическое нагрузочное устройство для компрессионных испытаний грунтов, включающее систему нагружения в виде штанги с грузом, отличающееся тем, что система нагружения рычажная, а также использованием подъемного приспособления, которое состоит из кривошипно-шатунного привода, работающего от электродвигателя через редуктор, и электромагнита, являющегося промежуточным звеном между кривошипно-шатунным приводом и штангой с грузом, при этом питание электромагнита осуществляется от сети переменного тока через стабилизатор напряжения, тумблер, понижающий трансформатор и выпрямитель.