Устройство для исследования трениягрунта преимущественно b оболочках

Устройство для исследования трениягрунта преимущественно b оболочках

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и 815120

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 05,06.79 (21) 2775556у29 33 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23.03.81. Бюллетень М ll . Дата опубликования описания 25.03.8l

Ъ (5l )M; Кл.

Е 02 О 3./02

Геаударствекньа канате

СССР. аа делам кеабретенкк н еткрмткк (53) УДК 624, . 13 l.388.52 (088;8) Б. Д. Ветров, И. Ш. Гоникман, В. Г. Пьянин, .

В. А. Федотов и Е. М. Перлей (72) Авторы изобретения

1 !

„.ь... ...--............,......,.,ь-санитарно-технических и специальных строительных работ (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТРЕНИЯ

ГРУНТА ПРЕИМУШЕСТВЕННО В ОБОЛОЧКАХ

А

Изобретение относится к строительству, в частности к устройствам для исследования физико-механических свойств грунта при его взаимодействии с поверхностью искусственных материалов и обо- .

5 лочек, и может быть использовано при сооружении опускных колодцев и труб со спепиальйым покрытием.

Известно устройство, которое состоит из цилиндрического корпуса, контактирующего с грунтом, с датчиками бокового и лобового давления, по разности показаний. которых определяют силу трения грунта Я.

Исследования с помощью данного устройства предусматривают наличие больших массивов грунта н требуют мощных механизмов внедрения устройства и гр;нт, что практически осуществимо лишь в натурных условиях. Вследствие низкой мобильности и высоких затрат для таких . исследований . применение устройства в лабораторных условиях затруднительно и нецелесообразно. Кроме того, зависимость проведения натурных экспериментов от климатических условий (отрицательная температура зимой, высокая влажность весной и осенЬю) ограничивает использование данного устройства.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, состоящее иэ грунтовой цилиндрической кассеты с крышками в виде гидравлических камер, соединенных с гидросистемой и компрессорами, размещенной соосно внутри кассеты исследуемой модели, Модель представляет собой стержень переменного сечения с выступающими за пределы грунтовой камеры кон нами, один из которых выполнен полым для размещения в нем датчика перемещений, а другой, сплошной, служит опорной площадкой для нагрузочного механизма, передвигаюшего модель относительно грунта. Давление э гидросистеме контролируется манометром, а в кассете — датчиками, размещенными в грунте и на боковой поверхности модели 2 .

3 . 83.

Однако воздействие сдвигающей нагрузки непосредственно на модель вызывает ее деформации: линейно пропорциональную приложенному усилию и изгибающую,. неравномерную по длине из-за переменного сечения модели. Указанные деформации вызывают основную погрешность измере- ния сил трения модели о грунт, которая явлчется незначительной в случае исследования моделей высокой жесткости, например, из стали или бетона, и достигает недопустимо высоких значений при исследовании моделей.из синтетических, пластмассовых и других материалов невысокой жесткости. Указанные погрешности для таких материалов не поддаются учету и путем, математического расчета, так как зависят от распределения прогиводавления грунта в поперечном сечении кассеты, которое в данном устройстве является неравномерным иэ-эа трения грунта о неподвижные стенки цилиндрического корпуса. Кроме того, установленные на боковой поверхности модели датчики давления искажают однородность исследуемой поверхности и являются источником дополнительной погрешности.

Цель изобретения — повышение точности исследований сил трения грунта с материалами малой жесткости, Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для исследования трения грунта, включающем грунтовую кассету с моделью, гидрокамеры, механизм для создания сдвигающей нагрузки и регистрирующую аппаратуру, модель выполнена в форме оболочки, внутри когорой установлены с возможностью перемещения относительно модели гидрокамерь

: причем последние - "вязаны между собой трубопроводом ..

На чертеиз схематически изображено предлагаемое устройство.

Устройство состоит из грунтовой кассеты 1 и нагружающего устройства 2, установленных через кронштейны 3 и 4 на столе 5. Кассета. 1 представляет собой гладкостенный полый цилиндр с, отбортовкой одного края внутрь, в полости которого установлена исследуемая модель 6, поджатая гайкой 7, и две одинаковые гидравлические камеры 8 и 9, выполненные в виде поршней гидро. цилиндров и направленные эластичными сторонами 10 навстречу друг другу. Што ки поршней камер 8 и 9 закреплены в стяжках 1l а 12, которые в свою очередь установлены на направляющих 13, 5120 4 имеющих резьбовое окончание с гайками 14. Внутренние полости гидравлпческих камер-.8 и 9 через штоки поршней соединены общим грубопроцодом, к которому также подключен образцовый манометр 15 (соединение трубопроводов на чертеже не показано) . Нагружающее .устройство 2 представляет собой винтовую пару соосную,с грунтовой кассетой. 0 Передача сдвигающей нагрузки производится через силоизмерительный динамометр

16 и ценгрирующий шарик 17.

Устройство работает следующим образом.

Перед проведением исследований устройство собирают по частям. Для этого грунтовую кассету 1 с кронштейном 3 устанавливают в вертикальное положение на предметном столе. В грунтовую кассету 1 вставляют с натягом исследуемую модель 6 до упора в огборгованный конец и прижимают гайку 7, затем внутрь модели заводях гидрокамеру 9, соединенную со стяжкой 12 и направляющими 13.

В образовавшийся цилиндр с днищем засыпается грунт в таком объеме, чтобы длина образующей . цилиндра с грунтом не превышала внутреннего диаметра исследуемой модели). Затем вставляется внутрь модели 6 гиарокамера 8, стяжка 11,устанавливается на направляющих

13, после чего, поджимая гайки 14, в объеме грунта создается необходимое давление, контролируемое образцовым мвнометром.

Собранный грунтовой узел устанавливается на столе 5 и закрепляется на нем жестко. Развиваемое нагружающим устройством 2 усилие, прикладываемое через стяжку 11 и камеру 8 к грунту и смешающее его относительно модели 6, расходуется на преодоление сил трения грунта о поверхность модели и на боковое трение гидрокамер 8 и 9. Составляющая трения не зависит or вида грунта и

45 определяется при предварительной гарировке без грунта, а затем вычитается от величины полного усилия. Коэффициент трения определяется как частное ог деления составляющей силы трения грунта

5О по модели на силу нормального давления грунта на модель и поршни. Сила нормального давления определяется как произведение давления грунте на боковую площадь той части модели которая контактирует с грунтом и, благодаря равномерности распределения давления в объеме грунта, измеряется непосредственно образцовым манометром.

8l5L20

ВНИИПИ Заказ 980/46 Тираж 693 Подпсиное

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

Иагружакмцее устройство 2 передает все усилия на модель через давление грунта, фактически прижимая.модель— оболочку к поверхности кассеты, сводя к минимуму возможные линейные дефор-мации и практически исключая деформации изгиба. Взаимная. связь гидрокамер с попомощью направляющих обеспечивает нх синхронное перемещение и предупреждает перекос, а поджатие гаек на резьбовых окончаниях направляющих позволяет плавно регулировать давление в камерах, что упрощает процесс измерения, повышая его точность и удешевляет кочструкцию устройства.

Формула изобретения

Устройство для исследования трения грунта преимущественно в оболочках, включающее грунтовую кассету с моделью, гидрокамеры, механизм для создания сдвигающей нагрузки н регистрирующую antraратуру,о тличающеесятем, что, с целью повышения точности исследований сил тречия грунта с материала.ми малой жесткости, модель выполнена в форме оболочки, внутри которой установлены с. возможностью перемещения

t6 относительно модели гидрокамеры, причем последние связаны между собой трубопроводом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 4145 15, кл, Q Î l L 3/42, l 97 l.

2. Авторское свидетельство СССР

N 3217 t 6, кл. Ci 0 l N Э/ l0, l 970.