Прибор для измерения нормальногодавления и силы трения грунта
Патент 851131
Авторы
Классы МПК
Прибор для измерения нормальногодавления и силы трения грунта
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ВТВЛЬСТВУ
Союз Советских
Соцналнстнческнк
Рес ублнн
«в851131 (6 l) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 1604.79 (21) 2752201/29-33 (51) м. к.з с присоединением заявим йо
G 01 L 1/22
Государственный комнтет
СССР яо делам нзобретеннй н открытий (23) Приоритет
Опубликовано 300781. Бюллетень 89 28 (53) УДК 531.787 (088. 8) Дата опубликования описания 300781 (72) Авторы изобретения
Я.Ш. Знязов и А.Л. Готман
1 а
Научно-исследовательский институт промьааленттого строительства "НИИпромстрой" (71) Заявитель (54) ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НОРМАЛЬНОГО
ДАВЛЕНИЯ И СИЛЫ ТРЕНИЯ ГРУНТА
Изобретение относится к физике и может быть использовано для измерения давления и силы трения грунта по боковой поверхности набивных и забив- а ных свай, свай-оболочек, стен в. грунте и т.п. фундаментных конструкций.
Известен прибор для измерения нормальной и касательных составляющих давления грунта, включающий корпус с мембраной, упругие измерительные стержни и тензопреобраэователи (1) .
Недостатком данного прибора является сложность конструкции и то, что мембрана является одновременно корпусом и контактной поверхностью прибора с грунтом, и при действии нор-. мального давления грунта она перемещается по направлению этого давления. При этом в месте установки прибора возникает "арочный эффект", соз- 20 дающий погрешность при измерении.
Наиболее близким к предлагаемому является прибор, включающий составной корпус, мембрану, кольцо из пористой резины, упругие измерительные стержни и тензопреобраэователи. Измерение нормального давления осуществляется за счет прогиба мембраны, находящейся в контакте с грунтом, а силы трения — эа счет растяжения упругого измерительного стержня с тензопреобраэователями прн смешении мембраны относительно корпуса (2).
Недостатком данного прибора является то, что конструкция его сложна в изготовлении, подготовке к работе (тарировке) и использовании. Этим прибором можно измерить силу трения грунта лишь в одном направлении, в, зависимости от ориентации измерительных стержней прибора. Кроме того, резиновое кольцо вокруг подвижной части прибора вносит погрешность в результаты измерения силы трения.
Это обусловлено тем, что по иере износа резины, а так же при изменении температуры ее упругие свойства меняются, а следовательно, изменяется и сопротивление перемещению мембраны при действии на ее контактную поверхность силы трения.
Цель изобретения — упрощение конструкции прибора и обеспечение измерения силы трения грунта одновременно в разных направлениях.
Поставленная цель достигается тем, что в приборе для измерения нормального давления и силы трения грунта, включающем корпус с упругим кольцом, установленные в корпусе мембрану, уп851131 ругие измерительные стержни, одни концы которых жестко соединены с корпусом, и тензопреобразователи, измерительные стержни выполнены четырехгранными, а мембрана — Со скошенными кромками, причем мембрана шарнирно соединена с другими концами измерительных стержней, на каждой грани которых установлен тенэодатчик.
На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый прибор, на фиг. 2 — разрез A-А на фиг. 1.
Прибор содержит корпус 1, мембрану 2 и упругие измерительные стержни 3, установленные перпендикулярно мембране 2 и симметрично относительно осн прибора.
Нижними концами стержни 3 жестко прикреплены к основанию корпуса 1, верхними — шарнирно, с помощью болтон 4, к мембране 2. Для обеспечения шарнирного сопряжения верхний конец каждого стержня 3 имеет заострение, которое входит в паз мембраны 2, и контакт стержня 3 с мембраной 2 осуществляется только по острой кромке стержня 3.
На внутренней поверхности мембраны 2 и на каждой стороне стержней 3 в нижней их части приклеивают тенэопреобразователи. 5.
Между стенками корпуса 1 и мембраной 2 по всему периметру установлено кольцо б иэ пористой резины.
Устройство работает следующим образом.
Под действием нормального давления грунта мембрана 2 прогибается, при этом сопротивление тенэопреобраэователя увеличивается, что фиксируется регистрирующим прибором. Под действием силы трения мембрана 2 пе- ремещается относительно корпуса, изгибая упругие измерительные стержни 3, при этом на каждом измерительном стержне 3 сопротивление одного тензопреобраэователя увеличивается (на растянутом волокне), другого, с противоположной стороны — уменьшается (на сжатом волокне), что также фиксируется регистрирующим прибором.
Если нагрузка на фундамент приложена одновременно в двух направлениях (например, вертикальная и горизонтальная), то трение в другом направлении будет измеряться с помощью другой пары тензопреобраэователей 5 на стержнях 3.
Поскольку на мембрану 2 вместе с силой трения всегда действует нормальное давление, то показания тензопреобраэователей 5 всегда содержат суммарное значение от изгиба стержней 3 при действии силы трения и от сжатия стержней 3 при действии нормального давления. Влияние сжатия стержня 3 от действия нормального давления исключается, если взять среднеарифметическое от значений показаний двух тензопреобраэователей 5, приклеенных к противоположным сторонам стержня 3.
Объясняется это тем, что величина показания, обусловленная сжатием стержня от действия нормального дав10 ления грунта, входит в суммарную ве; дичину показаний обоих тензопреобразователей с одинаковым знаком, тогФормула изобретения
Прибор для измерения нормального давления и силы трения грунта, включающий корпус с упругим кольцом, установленные в корпусе мембрану, упругие измерительные стержни, одни концы которых жестко соединены с корпусом, и тензопреобразователи, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции и обеспечения измерения силы трения грунта одновременно в разных направлениях, измерительные стержни выполнены четырехгранными, а мембрана - co скошенными кромками, причем мембрана
I шарнирно соединена с другими концами измерительных стержней, на каждой грани которых установлен тензодатчик.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Щ) В 317926, кл. G 01 L 1/22, 1968.
2. Авторское свидетельство СССР
9 580270, кл. Е 02 0 1/00, 1975.
35 да как их показания от действия изгиба имеют разные знаки, а следователь-. но, с одной стороны стержня 3 показания(от сжатия при действии нормального давления и от сжатия при действии изгиба) складываются, а с другой стороны (от сжатия при действии нормального давления и от растяжения при действии изгиба) вычитаются.
Таким образом, в среднеарифметическом значении величины показаний, обусловленные действием нормального давления, взаимоуничтожаются.
Окончательное значение силы трения принимается как среднее от значений, полученных на каждом стержне 3 °
С помощью предлагаемого прибора можно измерить силу трения грунта в любом направлении. )(ля этого следует оттарировать прибор в любых требуемых направлениях.
Как частный случай можно применять прибор прямоугольной формы в плане,. а вместо стержней смонтировать пластины.
85113ф
Тираж 907 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениЯ и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 631б/55
Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4
Составитель В. Латушкин
Редактор В. Петраш Техред С. Мигунова Корректор М. Шароши