Устройство для испытания мерзлогогрунта ha сдвиг

Устройство для испытания мерзлогогрунта ha сдвиг

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()() 808588

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 23.04.79 (21) 2756486/29-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Е 02 D 1/00

G 01 N 3/24

Гооударствеииый комитет

СССР

Опубликовано 28.02.81. Бн,)ллетень №8 (53) УДК 624.131..3 (088.8) 60 делам изобретоиий и открытий

Дата опубликования описания 28.02.81

В. Л. Кубецкий, О. С. Мычко и P. Г. Погосян t j

;:-Ы, . „ "

l3

Московский ордена Трудового Красного Знам ни инженерно-строительный институт им. В. В. Куй ышев@1 ц.*",,: —;,, (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ

МЕРЗЛОГО ГРУНТА НА СДВИГ

Изобретение относится к строительству н предназначено для исследования механических свойств мерзлых грунтов, в частности для определения характеристик сжимаемости и сопротивления мерзлых грунтов при оттаивании в натурных и лабораторных условиях.

Известны устройства для испытания мерзлых грунтов в натурных условиях, включающие в себя жесткий квадратный штамп с приспособлением для обогрева электричеством, паром или горячей водой (1).

Недостаток данного устройства — невозможность обеспечения достаточной точности при определении величин прочностных характеристик испытуемого мерзлого грунта на сжимаемость и осуществления его сдвига или кручения для определения сопротивления сдвигу оттаявших грунтов по мерзлому основанию.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для испытания грунта на сдвиг, содержащее срезное приспособление в виде опрокинутой кольцевой емкости с выступами на внутренних стенках, штангу, закрепленный на ней кольцевой штамп и измерительное приспособление (2).

Недостаток этого устройства — недостаточная точность измерений при определении величин основных характеристик испытуемого мерзлого грунта вследствие жесткости конструкции срезного приспособления, не обладающего способностью перемещаться по вертикали при осадке оттаивающего грунта

Цель изобретения — повышение точности измерений и расширение диапазона исследований.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для испытания грунта на сдвиг, содержащем срезное приспособление в виде опрокинутой кольцевой емкости с выступами на внутренних стенках, штангу, закрепленный на ней кольцевой штамп и измерительное приспособление, штамп раз- мещен внутри кольцевой емкости с возможностью вертикального перемещения в ней, 20 выполнен перфорированным с направляющими пазами на внутреннем и внешнем периметрах, в которых размещены выступы кольцевой емкости, и оснащен обогревателем.

808588

На фиг. 1 схематично изображено описываемое устройство в процессе испытания, разрез; на фиг. 2 — то же, вид сверху.

Устройство содержит срезное приспособление в виде опрокинутой кольцевой емкости 1 с коническими выступами 2, поворотным упором 3 и патрубками 4 и 5. Внутри кольцевой емкости 1 размещен перемещающийся по вертикали штамп 6 с водоотводящими отверстиями 7 и с пазами 8 и 9 по его внутреннему и внешнему 1периметрах, в которых расположены ребристые выступы

2 кольцевой емкости 1. Штамп 6 закреплен на штанге 10, на которой установлена плита 11 для передачи нагрузки Р на образец мерзлого грунта 12. В патрубке 3 размещают термодатчики 13. Штамп 6 оснащен обогревателем 14. Устройство снабжено измерительной аппаратурой и приборамк.

Устройство работает следующим образом.

В мерзлом грунте образуют испытуемый образец 12 в виде полого цилиндра, на который устанавливают кольцевую емкость 1, при этом конические выступы 2 зацепляют с образцом 12. Через патрубок 5 в образце 12 устанавливают термодатчик 13 для измерения его температуры.

Через плиту 11 и штанги 10 на штамп

6 прикладывают вертикальную нормальную нагрузку Р, при которой производится оттаивание образца 12 и замеряют его осадку. Затем осуществляют равномерное плоскопараллельное оттаивание образца 12 с помощью нагревателя 14. Температуру оттаивания образца 12 контролируют с помощью термодатчика 13. Одновременно замеряют осадки образца 12 по зонам и определяют сжимаемость грунта. В целях защиты образца 12 от неравномерного оттаивания кольцевую емкость 1 изготавливают из материала-термоизолятора, например оргстекла. В прсцессе оттаивания образца 12 штамп 6 под воздействием нагрузки P опускают вниз по кольцевой емкости, при этом пазы 8 и 9 как бы скользят по коническим выступам 2.

Отжатую воду из оттаившего образца

12 удаляют через отверстия 7 на штампе 6 и патрубок 4 на кольцевой емкости 1.

После полного оттаивания мерзлого образца 12 до плоскости среза между оттаявщей частью и мерзлым основанием прикладывают нагрузку на поворотный упор 3 кольцевой емкости 1 и производят поворот оттаявшего образца 12 и замеряют угол его поворота. С помощью измерительной аппаратуры и приборов определяют максимальное усилие среза, а по нему величину касательного напряжения. Прочностные характеристики мерзлого грунта, сжимаемость и сопротивление сдвигу, определяют по известным формулам.

Таким образом, с помощью устройства на одном образце одновременно определяют комплекс прочностных характеристик мерзлого грунта: сжимаемость мерзлого и оттаявшего грунта и сопротивление сдвигу оттаявшего грунта.

Этот положительный эффект обеспечивается благодаря возможности равномерного опускания штампа 6 с обогревателем 14

15 по наподвижной кольцевой емкости 1, а также сцепления ребристых выступов 2 с образцом 12 при его кручении, т.е. приложение крутящего момента. При этом значительно повышается точность измерений прочностных характеристик мерзлого грунта порядка ЗОО/р по сравнению с извест. ным. Устройство можно использовать в лабораторных и полевых условиях.

Использование изобретения позволяет значительно сократить сроки проектирования зданий и сооружения в районах с вечномерзлыми грунтами.

Формула изобретения

Устройство для испытания мерзлого грунта на сдвиг, содержащее срезное приспособление в виде опрокинутой кольцевой емкости с выступами на внутренних стенках, штангу, закреплены на ней кольцевой штамп и измерительное приспособление, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения диапазона исследований, штамп размещен внутри кольцевой емкости с возможностью вертикального перемещения в ней, выполнен перфорирован40 ным с направляющими пазами на внутреннем и внешнем периметрах, в которых размещены выступы кольцевой емкости, и оснащен обогревателем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Руководство по определению физических, теплофизических и механических характеристик мерзлых грунтов. М., Стройиздат.

1973, с. 109 — 117.

2. Авторское свидетельство СССР № 529922, кл. Е 02 D 1/00, 1978.

808588 фиг. /

Составитель В. Малышев

Редактор А. Мотыль Техред А. Бойкас Корректор Н. Бабинец

Заказ 10875/29 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4