BG4513U1 - Камера за триосови динамични разрушения на почвени образци - Google Patents
Камера за триосови динамични разрушения на почвени образци Download PDFInfo
- Publication number
- BG4513U1 BG4513U1 BG5694U BG569423U BG4513U1 BG 4513 U1 BG4513 U1 BG 4513U1 BG 5694 U BG5694 U BG 5694U BG 569423 U BG569423 U BG 569423U BG 4513 U1 BG4513 U1 BG 4513U1
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- flange
- chamber
- seal
- soil
- upper flange
- Prior art date
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 230000006378 damage Effects 0.000 title description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 5
- 238000010008 shearing Methods 0.000 abstract 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 238000012443 analytical study Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Камерата за триосови динамични изпитвания на почвени образци намира приложение в лабораторната практика за определяне на механичните характеристики на дисперсни почви и по-специално за проследяване на промяната на механичните параметри (параметрите на якостта на срязване на почвата в лабораторни условия) и коравината (модули на деформации, коефициент на Поасон, дилатансен ъгъл) на дисперсната система при динамични въздействия с големи стойности на срязващите деформации. Камера за триосови динамични изпитвания на почвени образци, която се състои от цилиндричен корпус (1), в който е поставен почвен образец (1а), обхванат от силиконова мембрана (9), притисната с два уплътняващи пръстена (7), и затворен между горен фланец (2) и долен фланец, снабден с порьозна, оребрена повърхност (8), като под горния фланец (2) е разположен горния товарен печат (10), снабден с порьозна оребрена повърхност (8) и отвор (10а), а над него е монтиран притискащ товарен пистон (5), снабден с уплътняващ блок (3) и контриращ шлиц (4), като долният фланец се състои от фланец с уплътнение за оста на въртене (6b) и разположен върху него долен подвижен товарен печат (6а), който е свързан с лагеруван ротационен вал (11), вилка за ротационно движение (12) и защитна капачка (13), и е снабден с порьозна, оребрена повърхност (8) и отвор (6с), при което монтираният върху горния фланец (2) притискащ товарен пистон (5) е снабден със стопорен механизъм (15), а разположеният под него горен товарен печат (10) със стопорен механизъм (16), като в центъра на долния фланец с уплътнение за оста на въртене (6b) е разположен херметизиращия камерата уплътняващ блок (14).
Description
Област на техниката
Камерата за триосови динамични изпитвания на почвени образци намира приложение в лабораторната практика за определяне на механичните характеристики на дисперсни почви и по-специално за проследяване на промяната на механичните параметри (параметрите на якостта на срязване на почвата в лабораторни условия) и коравината (модули на деформации, коефициент на Поасон, дилатансен ъгъл) на дисперсната система при динамични въздействия с големи стойности на срязващите деформации.
Предшестващо състояние на техниката
Голяма част от известните апарати за динамични изпитвания са разгледани в посочената литература [1]. Известни са изпитвания на анизотропното напрегнато състояние на почвени образци в триосова камера, извършени от Broms и Casbarian 1965, по-късни модификации на: Hight et al. (1983), Alarcon et al. (1986), Ampadu и Tatsuoka (1993), Huang et al. (1994) и др. Като резултат от обобщаването на възможностите на апаратите за изпитване най-подходящ прототип се оказва популярния триосов апарат Wykeham Farrance), с който се изследват почвени образци (проби) до разрушение чрез прилагане на статични натоварвания.
Конструкцията на триосовия апарат „Wykeham Farrance“, се състои от хидравлична система за натоварване, камера за изпитвания на почвени образци и помощно оборудване - компресор и система за дестилирана вода и служи за изследване на механичните показатели (модул на деформации, коефициент Poisson, ъгъл на вътрешно триене и кохезия) на почвени образци. Този апарат създава условия за изпитване на пробни почвени образци чрез натиск в трите пространствени направления до тяхното разрушаване, като се прилага само статично натоварване върху почвените образци.
При изпитване почвеният образец се поставя в камера, формирана от прозрачен цилиндричен корпус, която се затваря чрез горен и долен фланец. Камерата се запълва с деаерирана дестилирана вода. Чрез силиконова мембрана, притисната с два уплътняващи пръстена, се възпрепятства проникване на вода в почвения образец. Отворите на горния товарен печат и долен фланец с долен товарен печат служат за монтаж на елементи на тръбната система за следене на порния натиск и водонасищането на почвения образец.
Същинското изпитване се извършва след подготвителната фаза - запълване на камерата с дестилирана вода, уплътнена с горния и долен фланец и прилагане на налягане, което формира всестранен натиск върху изпитвания образец. Изпитването протича чрез прилагане на вертикална сила (нарастваща с постоянна скорост до разрушение на пробния образец) върху товарния пистон, снабден с уплътняващ блок и контриращ шлиц. Процедурата се развива по стандарти БДС EN ISO 17892-8,9.
Апаратурата „Wykeham Farrance“ позволява в лабораторни условия получаване на механични почвени параметри при „статични“ товарни условия.
Недостатъците на триосовия апарат „Wykeham Farrance“ се заключават в това, че не могат да се прилагат динамични натоварвания, които по естествени причини водят до снижаване на механичните параметри на дисперсната среда. Това ограничава възможността да се прилагат получаваните механични параметри при специфични товарни условия, предизвикани от работа на машини и условия на сеизмични въздействия, водещи до значително снижаване на стойностите на механичните параметри на дисперсната среда.
Техническа същност на полезния модел
Задачата на полезния модел е да се създаде камера за триосови динамични изпитвания на почвени образци чрез прилагане на усуквателни циклични натоварвания, която да позволява определянето на механичните свойства на дисперсната среда в условия на допълнителни циклични деформации, прилагани върху тестваните образци, така че да се наподобяват естествените динамични товарни условия.
Задачата на полезния модел се решава с камера за триосови динамични изпитвания на почвени образци, която се състои от цилиндричен корпус, в който е поставен почвен образец, обхванат от силиконова мембрана, притисната с два уплътняващи пръстена. Цилиндричният корпус е затворен между горен и долен фланец, като под горния фланец е разположен горния товарен печат, снабден с порьозна, оребрена повърхност, а над него е монтиран притискащ товарен пистон, снабден с уплътняващ блок и контриращ шлиц. Долният фланец е разделен на два елемента и се състои от модифициран фланец с уплътнение за оста на въртене и разположен върху него долен подвижен товарен печат, който е свързан с лагеруван ротационен вал, вилка за ротационно движение и защитна капачка и е снабден с порьозна, оребрена повърхност, при което монтираният върху горния фланец притискащ товарен пистон, е снабден със стопорен механизъм, а за разположеният под него горен товарен печат е предвиден също стопорен механизъм. В центъра на долния фланец с уплътнение за оста на въртене е разположен херметизиращ камерата уплътняващ блок/включващ семеринг и салниково съединение.
Отворите на горния товарен печат и на долния фланец служат за монтаж на елементи на тръбната система за следене на порния натиск и водонасищането на почвения образец.
Предимствата на полезния модел се изразяват във възможността да се изследва поведението при динамични външни натоварвания и проследяването, на значително снижаване на стойностите на механичните параметри на дисперсната среда. С това се създава възможност чрез така изследваните параметри да се правят надеждни прогнози чрез аналитични модели в условията на динамични натоварвания и сеизмични въздействия.
Пояснение на приложените фигури
Фигура 1 представлява надлъжна проекция на камерата за триосови динамични изпитвания на почвени образци;
Фигура 2 изобразява детайли на стопорни елементи: а) на товарен пистон и в) на горен товарен печат;
Фигура 3 изобразява детайл на долен товарен печат;
Фигура 4 показва конструкцията на долен фланец на камерата.
Примери за изпълнение на полезния модел
Едно примерно изпълнение на предложената камера за триосови динамични изпитвания на почвени образци, усъвършенстваща известния триосов апарат „Wykeham Farrance“, съгласно фигура 1, включва прозрачен цилиндричен корпус 1, затворен между горен фланец 2, и долен фланец, който за осигуряване на циклично ротационно въздействие е разделен на две (модифициран) - долен фланец на камерата с уплътнение за оста на .въртене 6b и разположен върху него долен товарен печат 6а. Движението на долния товарен печат 6а е развито с лагеруване на ротационен вал 11, вилка за ротационно движение 12 и защитна капачка 13.
Почвеният образец 1а е поставен между горния товарен печат 10 и долния подвижен товарен печат 6а и е обхванат от силиконова мембрана 9, притисната с два уплътняващи пръстена 7. Върху горния товарен печат 10, снабден с порьозна, оребрена повърхност 8, е монтиран притискащ товарен пистон 5, снабден с уплътняващ блок 3 и контриращ шлиц 4. Херметизацията на камерата е решена чрез уплътняващ блок 14, включващ семеринг и салниково съединение. Добавени са стопорни механизми 15 и 16, като стопорният механизъм 15 не позволява на товарния пистон 5 да се ротира, а стопорният механизъм 16 е монтиран върху горния товарен печат 10 отново с цел възпрепятстване на ротацията на горния товарен печат 10. Отворите 10а на горния товарен печат 10 и отворът 6с на долния фланец с долен товарен печат 6а служат за монтаж на елементи на тръбната система за следене на порния натиск и водонасищането на почвения образец 1а.
Цикличното (динамично) въздействие се прилага върху долния край на тестовите образци чрез долен подвижен товарен печат 6а и посредством ротационния вал 11 и вилката 12 се въздейства усуквателно на почвения образец 1а. Задвижването позволява модулация на амплитудата на срязващите деформации и честотата на въздействие. С механизма на товарната система се контролира големината на силата, предизвикваща усукващия момент и резултатните срязващи напрежения в тестовия образец. Чрез подобна товарна симулация върху почвения образец 1а се моделират условия, близки до почвеното поведение при динамични (сеизмични) въздействия в диапазона на големите срязващи деформации [от 10-1 до 10], които не са обхванати от известните конвенционални апарати за динамични изследвания.
Същинското изпитване се извършва след подготвителната фаза - запълване на камерата с дестилирана деаерирана вода, уплътнена с фланци 2 и 6b и прилагане на налягане, което формира всестранен натиск върху изпитвания образец 1а. Изпитанието протича чрез прилагане на вертикална сила (нарастваща с постоянна скорост до разрушение на пробния образец) върху товарния пистон 5. С прилагане на статично натоварване от пистона 5, посредством елементите: долен фланец на камерата 6b, долен подвижен товарен печат 6а, свързан с ротационен вал 11 (фиг. 3), вилка за ротационно движение 12, опорна защитна капачка 13 и уплътняващ блок 14 (фиг. 4) се прилагат динамични циклични въздействия върху изследвания почвен образец 1а. За обезпечаване условията на изпитване с цел възпрепятстване на движенията при горния край на почвения образец 1а, са въведени стопорен елемент 15 върху горния фланец 2 и стопорен елемент 16 върху горния товарен печат 10 (фиг. 2).
Системата създава ротационни динамични циклични натоварвания върху пробния образец 1а, което води до снижаване на механичните параметри (параметрите на якостта на срязване на почвата в лабораторни условия) и коравината (модули на деформации, коефициент на Поасон, дилатансен ъгъл) на почвения образец 1а, което е важна предпоставка за детайлното им изследване в условия на динамични натоварвания.
Така модифицираната конструкция на камерата за триосови динамични изпитвания създава възможност за изследване на промените на механичните почвени параметри при различни големини и амплитуди на динамичното въздействие (прилагано с елементите: 6а, 6b, 11, 12, 13 и 14). Изследваните механични параметри могат директно да се използват за еднозначна дефиниция на конститутивните модели (MohrCoulomb, Hardening Soil Model, Cam-Clay, Modified Cam-Clay), които служат за аналитични изследвания на почвените среди чрез методите на крайните елементи.
С предложената и описана камера за триосови динамични изпитвания на почвени образци са извършени серия от изпитвания на глини в не нарушено състояние и са верифицирани получените резултати. При така създадените условия са измерени серия от параметри, достатъчни за дефиниране на почвени модели на „MohrCoulomb” и модела с нарастваща коравина. (HSM) като:
• Поведение на девиатора на напрежения;
• Порен натиск;
• Деформационни модули, • Коефициенти на Poisson, • Ъгъл на дилатансия, • Характеристики на якостта на срязване при стандартни условия и при циклични натоварвания.
Изследваните параметри са проследени, както при стандартни условия на триосовото изпитване, така и в условия с допълнително циклично натоварване по долния край на образеца. Чрез сравнение е търсена промяната във всеки един от параметрите.
Моделните параметри широко се използват в аналитични изследвания и прогнози (числови изследвания), свързани с анализ на поведението на геотехнически инженерни системи (особено подземни транспортни и технологични) в условия на променливи във времето товарни модели - динамични и сеизмични.
Claims (1)
- Камера за триосови динамични изпитвания на почвени образци, която се състои от цилиндричен корпус, в който е поставена силиконова мембрана за обхващане на почвен образец притисната с два уплътняващи пръстена и затворен между горен фланец и долен фланец, снабден с порьозна, оребрена повърхност, като под горния фланец е разположен горния товарен печат, също снабден с порьозна, оребрена повърхност и отвор, а над него е монтиран притискаш товарен пистон, снабден с уплътняващ блок и контриращ шлиц, характеризираща се с това, че долният фланец се състои от фланец с уплътнение за оста на въртене (6b), разположен върху него долен подвижен товарен печат (6а), който е свързан с лагеруван ротационен вал (11), вилка за ротационно движение (12) и защитна капачка (13), и е снабден с порьозна, оребрена повърхност (8) и отвор (6с), при което монтираният върху горния фланец (2) притискащ товарен пистон (5) е снабден със стопорен механизъм (15), а разположеният под него горен товарен печат (10) е със стопорен механизъм (16), като в центъра на долния фланец с уплътнение за оста на въртене (6b) е разположен херметизиращия камерата уплътняващ блок (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG5694U BG4513U1 (bg) | 2023-03-09 | 2023-03-09 | Камера за триосови динамични разрушения на почвени образци |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG5694U BG4513U1 (bg) | 2023-03-09 | 2023-03-09 | Камера за триосови динамични разрушения на почвени образци |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BG4513U1 true BG4513U1 (bg) | 2023-08-31 |
Family
ID=89119775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BG5694U BG4513U1 (bg) | 2023-03-09 | 2023-03-09 | Камера за триосови динамични разрушения на почвени образци |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BG (1) | BG4513U1 (bg) |
-
2023
- 2023-03-09 BG BG5694U patent/BG4513U1/bg unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Xie et al. | Experimental study on rock mechanical behavior retaining the in situ geological conditions at different depths | |
| CN105938070B (zh) | 多功能真三轴岩石钻探测试系统及表征岩体特性的试验方法 | |
| CN107389449B (zh) | 一种矿山充填材料压缩特性实验装置及其实验方法 | |
| Ishihara et al. | Sand liquefaction in hollow cylinder torsion under irregular excitation | |
| CN208109601U (zh) | 一种室内岩石单轴蠕变试验装置 | |
| CN105699189A (zh) | 一种环形剪切实验设备以及试验方法 | |
| US4594899A (en) | Method and apparatus for testing soil | |
| CN103674679B (zh) | 缝洞型碳酸盐岩储层环境力学性能试验装置及试验方法 | |
| CN107356481A (zh) | 一种三轴渗透试验中用于测量岩石泊松比的装置 | |
| CN107328643B (zh) | 静载荷下煤岩组合体试件中煤的力学特性试验方法 | |
| CN205175831U (zh) | 基于真实水环境的岩石三轴流变实验装置 | |
| CN104964880A (zh) | 一种基于工业ct的加温渗流真三轴试验箱 | |
| CN109708949A (zh) | 单裂缝岩石等效有效应力系数测试装置以及测试方法 | |
| CN109269905A (zh) | 一种模拟高湿酸性环境状态下的岩石试验装置及方法 | |
| JP2001116747A (ja) | 地盤材料の水平方向圧密試験装置 | |
| BG4513U1 (bg) | Камера за триосови динамични разрушения на почвени образци | |
| Van der Vlis | Rock classification by a simple hardness test | |
| CN218937995U (zh) | 一种模拟土真实受力状态的新型侧限压缩试验装置 | |
| CN114965011A (zh) | 试样帽、中空扭转界面剪切三轴仪及测试方法 | |
| CN109374441A (zh) | 一种基于tsz全自动试验机的多功能环剪仪试验设备及其使用方法 | |
| CN209027927U (zh) | 一种模拟高湿酸性环境状态下的岩石试验装置 | |
| CN212008166U (zh) | 一种应变控制式四联土工三轴试验机 | |
| CN105445176A (zh) | 一种有压情况下混凝土耐久性评价仪器 | |
| Ciantia | Experimental study of the water weakening of carbonate rocks | |
| CN115389331A (zh) | 模拟深部原位应力环境岩石测试系统及测试方法 |