CZ304642B6 - Automatic control device of geotechnical machine for measuring load-bearing capacity of the soil and method of working with such a device - Google Patents

Automatic control device of geotechnical machine for measuring load-bearing capacity of the soil and method of working with such a device Download PDF

Info

Publication number
CZ304642B6
CZ304642B6 CZ2013-673A CZ2013673A CZ304642B6 CZ 304642 B6 CZ304642 B6 CZ 304642B6 CZ 2013673 A CZ2013673 A CZ 2013673A CZ 304642 B6 CZ304642 B6 CZ 304642B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
geotechnical
piston
machine
digital
deformation
Prior art date
Application number
CZ2013-673A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ2013673A3 (en
Inventor
Lenka Ševelová
Jaroslav Hauser
Original Assignee
Mendelova Univerzita V Brně
Geostar, Spol. S R.O.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mendelova Univerzita V Brně, Geostar, Spol. S R.O. filed Critical Mendelova Univerzita V Brně
Priority to CZ2013-673A priority Critical patent/CZ304642B6/en
Publication of CZ2013673A3 publication Critical patent/CZ2013673A3/en
Publication of CZ304642B6 publication Critical patent/CZ304642B6/en

Links

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

The automatic control device of geotechnical machine for measuring load-bearing capacity of the soil according to the present invention consists of at least one deviation meter installed on a geotechnical machine (1), an actuator (1.3) installed also on the geotechnical machine (1), a software (3.1) installed on a computer (3), and a bidirectional USB communicator (2). The digital deviation meter is provided with a port, the USB communicator (2) is provided with at least one serial port (2.1, 2.2) connected to deviation meters (1.1, 1.2) provided with a serial ports, and at least one digital deviation meter is performed as a first digital deviation meter for measuring dynamometer deformation and/or a second digital deviation meter for measuring position of a piston/penetration. The USB communicator (2) is intended for transmission of information from the deviation meters (1.1, 1.2) into the computer (3) and for transmission of control commands to the geotechnical machine (1). The connection of the deviation meter (1.1, 1.2) and the USB communicator (2) is implemented through the mediation of a serial cable (4), the connection of the actuator (1.3) with the USB communicator (2) is made through the mediation of a multi-core cable (5) and connection of the USB communicator (2) to the computer (3) is made by means of an USB cable (6). The measurement of load-bearing capacity on the geotechnical machine for measuring load-bearing capacity of the soil with automatic control device is conducted such that a piston of the geotechnical machine (1) moves in the direction to the material to be tested until the instant of its contact therewith, which is identified by the change in deformation being measured by the first digital deviation meter (1.1) for measuring dynamometer deformation and subsequent the piston moves toward the tested material until the instant of achieving a preset penetration, where the actual penetration is measured by the second digital deviation meter (1.2), or until stabilized stress is achieved. Subsequently, the direction of the piston movement changes and the piston returns back in its initial position with zero stress acting on the material under test. Then the piston stops automatically or the cycle repeats. The complete release of stress acting on the material is identified by the achievement of zero value of the first digital deviation meter (1.1) for measuring dynamometer deformation. At the moment of the first contact of the piston with the material under test, all the deviation meters reset to zero and the dynamometer deformation value, being measured by the first digital deviation meter (1.1), is read out regularly during the movement of the piston for various penetration values wherein the measured values are continuously recorded in an output file.

Description

Automatické ovládací zařízení geotechnického stroje pro měření únosnosti zeminy a metoda práce s tímto zařízenímAutomatic control device of geotechnical machine for measuring the bearing capacity of soil and method of work with this device

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká automatického ovládacího zařízení geotechnického stroje pro měření únosnosti zeminy a metody práce s tímto zařízením.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an automatic control device of a geotechnical machine for measuring the bearing capacity of soil and to a method of working therewith.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Při výstavbě, ať už jde o stavbu budov nebo komunikací, je nutné zeminu, na které má dojít k výstavbě, prověřit z hlediska její poměrové únosnosti CBR v procentech tj. Califomia Bearing Ratio, dále jen únosnosti. To je prováděno pomocí zkušebních geotechnických strojů známých například pod označením CBR - TS50 nebo VJT5011, dále jen CBR, tj. Califomia Bearing Ratio, kterými se odebranými vzorek půdy prověří a určí její únosnost. Pro stávající zkoušku únosnosti je geotechnický stroj vybaven mechanikou s pístem na plynulé zvedávání nádoby se vzorkem, ocelovým trnem, který je zatlačován konstantní rychlostí do vzorku a dvěma mechanickými úchylkoměry pro odečítání hodnot potřebných ke stanovení CBR, tj. hloubky penetrace a síly. Ovládání geotechnického stroje se provádí manuálně dvěma spínači pro pohyb pístu směrem nahoru a dolů.During construction, whether it is the construction of buildings or roads, it is necessary to check the soil on which construction is to be carried out in terms of its CBR ratio in percent, ie Califomia Bearing Ratio, hereinafter referred to as bearing capacity. This is done using geotechnical testing machines known, for example, under the designation CBR - TS50 or VJT5011, hereinafter referred to as the CBR, ie the Califomia Bearing Ratio, to test the soil sample and determine its bearing capacity. For the current load capacity test, the geotechnical machine is equipped with a piston to lift the sample container continuously, a steel mandrel, which is pushed at a constant speed into the sample, and two mechanical dial gauges to read CBR values, ie penetration depth and force. The geotechnical machine is controlled manually by two switches for moving the piston up and down.

Z důvodu celoevropského trendu zpřesňovat návrhy konstrukcí v silničním stavitelství vznikla potřeba určovat další vlastnost zeminy a to modul pružnosti zeminy MR. Pro tuto novou zkoušku laboratoře zatím nedisponují odpovídajícím technickým vybavením. Dostát zvyšujícím se nárokům na přesnost návrhu vedlo k zavedení inovativního postupu stanovení modulu pružnosti MR i na geotechnických strojích pro měření CBR.Due to the pan-European trend to refine the design of structures in road construction, there was a need to determine another soil property, namely the modulus of elasticity of soil M R. The laboratories do not yet have adequate technical equipment for this new test. To meet the increasing demands for design accuracy, it has led to the introduction of an innovative procedure for determining the modulus of elasticity M R i on geotechnical CBR measuring machines.

Zkouška pro stanovení modulu pružnosti MR se v současné době provádí na geotechnických strojích pro měření CBR. Realizace zkoušky pro stanovení modulu pružnosti MR je prováděna po dokončení zkoušky únosnosti na stejném vzorku zeminy. Při této zkoušce je vzorek zeminy opakovaně zatěžován a odtěžován ocelovým trnem v cca 60-ti cyklech po dobu cca 4 hodin. Vzorkem zeminy je prostřednictvím mechaniky pístu pohybováno směrem k tmu a od tmu pomocí manuálně ovládaných mechanických spínačů. Po zapnutí geotechnického stroje je tm zatlačen do stanovené maximální určené hloubky deformace, která se zjišťuje na dvou mechanických úchylkoměrech, a následně zastaven. Poté proběhne první cyklus, kdy je vzorek odlehčen na předem Stanovenou hodnotu a zastaven. Následně je geotechnický stroj spuštěn a při kontaktu tmu se vzorkem jsou zaznamenány údaje z úchylkoměrů. Geotechnický stroj je zastaven v okamžiku, kdy tm dosáhne opět předepsané maximální určené hloubky deformace. Zaznamenáním údajů z obou úchylkoměrů je ukončen první cyklus měření. Tento proces je opakován dle typu materiálu v 50ti až 70-ti cyklech. Manuální stanovení hodnoty modulu pružnosti na stávajícím zařízení však vyžaduje velké nároky na preciznost obsluhy geotechnického stroje a její čas. Manipulace s geotechnickým strojem vyžaduje zručnost obsluhy a zkušenost s odečítáním a zaznamenáváním dat z úchylkoměrů, dle kterých je manuálně ovládán pohyb pístu v rozmezí milimetrů po dobu cca 4 hodin.The test for the determination of the modulus of elasticity M R is currently carried out on geotechnical CBR measuring machines. The test for the determination of the modulus of elasticity M R is carried out after the completion of the resistance test on the same soil sample. In this test, the soil sample is repeatedly loaded and unloaded by a steel mandrel in about 60 cycles for about 4 hours. The soil pattern is moved by the piston mechanics towards and away from the dark using manually operated mechanical switches. When the geotechnical machine is switched on, tm is pushed to the specified maximum deformation depth determined on two mechanical dial gauges and then stopped. Thereafter, the first cycle takes place where the sample is unloaded to a predetermined value and stopped. Subsequently, the geotechnical machine is started and the data from the dial indicators are recorded when the darkness contacts the sample. The geotechnical machine is stopped when tm again reaches the prescribed maximum deformation depth. By recording the data from both dial indicators, the first measurement cycle is completed. This process is repeated according to the type of material in 50 to 70 cycles. Manual determination of the value of the elastic modulus on existing equipment, however, requires high demands on the precision of the operator of the geotechnical machine and its time. Handling a geotechnical machine requires operator skills and experience in reading and recording data from dial indicators, according to which the piston movement is manually controlled in the range of millimeters for about 4 hours.

Cílem vynálezu je tedy představit takové ovládací zařízení, které by zautomatizovalo a zjednodušilo měření modulu pružnosti na geotechnickém stroji určeném k měření CBR, jakož i metodu práce s takovým zařízením.It is therefore an object of the present invention to provide such a control device that would automate and simplify the measurement of the elastic modulus on a geotechnical machine to measure CBR, as well as a method of working with such a device.

- 1 CZ 304642 B6- 1 GB 304642 B6

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Výše zmíněné nedostatky odstraňuje do značné míry automatické ovládací zařízení geotechnického stroje pro měření únosnosti zeminy, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z alespoň jednoho úchylkoměru instalovaného na geotechnickém stroji, ovladače instalovaného na geotechnickém stroji, USB komunikátoru a softwaru instalovaného na počítači, přičemž digitální úchylkoměr je opatřen portem, USB komunikátor je opatřen alespoň jedním portem pro spojení s úchylkoměrem, kontaktem pro spojení s ovladačem a portem pro spojení s počítačem, přičemž alespoň jeden digitální úchylkoměr je proveden jako první digitální úchylkoměr k měření deformace dynamometru a/nebo druhý digitální úchylkoměr k měření polohy pístu/penetrace.To a large extent, the above-mentioned deficiencies are eliminated by the automatic control device of the geotechnical machine for measuring the load capacity of the soil, consisting of at least one dial gauge installed on the geotechnical machine, a driver installed on the geotechnical machine, a USB communicator and software installed on the computer. the dial gauge is provided with a port, the USB communicator is provided with at least one dial gauge port, a controller contact and a computer interface port, wherein at least one digital dial gauge is provided as the first digital dial gauge to measure dynamometer deformation and / or the second digital dial gauge to measure piston / penetration position.

Ve výhodném provedení je propojení mezi úchylkoměrem a USB komunikátorem provedeno prostřednictvím sériového kabelu, propojení mezi ovladačem a USB komunikátorem je provedeno prostřednictvím vícežilového kabelu, a propojení mezi USB komunikátorem a počítačem je provedeno pomocí USB kabelu.In a preferred embodiment, the connection between the dial indicator and the USB communicator is made via a serial cable, the connection between the controller and the USB communicator is made via a multi-core cable, and the connection between the USB communicator and the computer is made via a USB cable.

Výše zmíněné nedostatky odstraňuje do značné míry rovněž způsob provádění měření únosnosti na geotechnickém stroji pro měření únosnosti zeminy s automatickým ovládacím zařízením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se píst geotechnického stroje pohybuje směrem ke zkoušenému materiálu až do okamžiku jeho dotyku s ním, což se identifikuje změnou hodnoty deformace měřené prvním digitálním úchylkoměru pro měření deformace dynamometru, následně se píst zastaví a vynulují se všechny připojené úchylkoměry, následně se píst pohybuje proti zkoušenému materiálu až do okamžiku dosažení přednastavené penetrace, kdy aktuální penetrace se měří druhým digitálním úchylkoměrem, nebo do dosažení stálého napětí, následně se změní směr pohybu pístu a píst se navrátí do své výchozí pozice s nulovým působícím napětím na zkoušený materiál, kde se píst automaticky zastaví nebo se cyklus opakuje, přičemž úplné uvolnění napětí na materiál se identifikuje dosažením nulové hodnoty prvního digitálního úchylkoměru pro měření deformace dynamometru, přičemž během pohybu pístu se pravidelně pro různou penetraci odečítá hodnota deformace dynamometru, která se měří prvním digitálním úchylkoměrem a naměřené hodnoty se průběžně zapisují do výstupního souboru.The abovementioned drawbacks are also remedied to a large extent by the method of carrying out load-carrying capacity measurements on the soil-carrying geotechnical machine with the automatic control device according to the invention, which consists in moving the piston of the geotechnical machine towards the material to be tested. identified by changing the deflection value measured by the first digital indicator to measure the deformation of the dynamometer, then the piston is stopped and all connected dial indicators are reset, then the piston moves against the test material until the preset penetration is reached, when the current penetration is measured with the second digital dial, until a constant tension is reached, then the direction of movement of the piston is changed and the piston returns to its starting position with zero applied stress on the test material where the piston stops automatically or the cycle is repeated, the complete release of stress on the material being identified by reaching the zero value of the first digital indicator for dynamometer deformation measurement, while during the piston movement the dynamometer deformation value is measured regularly for various penetrations. file.

Přehled obrázků na výkreseOverview of the drawings

Vynález bude dále přiblížen pomocí výkresů, kde obr. 1 představuje blokové schéma automatického ovládacího zařízení geotechnického stroje pro měření únosnosti zeminy podle vynálezu a obr. 2 představuje graf hodnot naměřených geotechnickým strojem pro měření únosnosti zeminy, opatřeným automatickým ovládacím zařízením podle vynálezu.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of an automatic control device of a geotechnical soil capacity measuring machine according to the invention; and FIG. 2 is a graph of values measured by a geotechnical soil capacity measuring machine provided with an automatic control device according to the invention.

Příklad provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Na obr. 1 je představeno automatické ovládací zařízení, vyznačeno plnými čarami, geotechnického stroje pro měření únosnosti zeminy podle vynálezu, které sestává z alespoň jednoho digitálního úchylkoměru, opatřeného portem, instalovaného na geotechnickém stroji i, ovladače 1.3 instalováno na geotechnickém stroji 1, USB komunikátoru 2 a softwaru 3.1 instalovaného na počítači 3, kterým je v představeném případě program označený jako „CBR Test“.Fig. 1 shows an automatic control device, indicated by solid lines, of a geotechnical soil bearing capacity measuring machine according to the invention, comprising at least one digital dial indicator having a port installed on a geotechnical machine 1, a controller 1.3 installed on a geotechnical machine 1, a USB communicator 2 and the software 3.1 installed on the computer 3, which in the present case is a program called "CBR Test".

V představeném případě je použit první digitální úchylkoměr 1.1 k měření deformace dynamometru, tj. napětí, a druhý digitální úchylkoměr 1.2 k měření polohy pístu, tj. penetrace do testovaného materiálu. Jak již bylo zmíněno výše, těchto úchylkoměrů může být i více. První digitální úchylkoměr TT je opatřen portem 1.11. Druhý digitální úchylkoměr 1.2 je opatřen portem 1.12.In the present case, a first digital gauge 1.1 is used to measure the dynamometer deformation, i.e., stress, and a second digital gauge 1.2, to measure the piston position, i.e., penetration into the test material. As mentioned above, there may be more of these dial indicators. The first digital dial indicator TT is equipped with port 1.11. The second digital indicator 1.2 has a port 1.12.

-2CZ 304642 B6-2GB 304642 B6

USB komunikátor 2 je opatřen porty pro připojení úchylkoměrů, v našem případě porty 2.1, 22 pro připojení prvního digitálního úchylkoměrů 1.1 a druhého digitálního úchylkoměrů 12, kontaktem 2.3 pro připojení ovladače 1.3 a portem 2,4 pro připojení počítače 3.The USB communicator 2 is equipped with ports for connecting the dial indicators, in this case ports 2.1, 22 for connecting the first digital dial indicators 1.1 and the second digital dial indicators 12, a contact 2.3 for connecting a driver 1.3 and a port 2.4 for connecting a computer 3.

V představeném případě jsou porty 2,1, 2.2 pro připojení úchylkoměrů 1.1, 1,2 provedeny jako sériové porty, kontakt 2,3 pro připojení počítače 3 jako USB port.In the present case, the ports 2.1, 2.2 for connecting the dial indicators 1.1, 1.2 are designed as serial ports, the contact 2.3 for connecting the computer 3 as a USB port.

Propojení mezi digitálními úchylkoměry 1.1, 1.2 a USB komunikátorem 2 je provedeno pomocí sériových kabelů 4 např. typu RS-232. Propojení mezi ovladačem 1.3 a USB komunikátorem 2 je provedeno pomocí vícežilového kabelu 5. Propojení mezi USB komunikátorem 2 a portem 3,2 počítače 3 je provedeno pomocí USB kabelu 6.The connection between the digital indicators 1.1, 1.2 and the USB communicator 2 is made by means of serial cables 4 of eg RS-232 type. The connection between the controller 1.3 and the USB communicator 2 is made using a multi-core cable 5. The connection between the USB communicator 2 and the port 3.2 of the computer 3 is made using a USB cable 6.

Geotechnický stroj 1. je ovládán softwarem 3.1 prostřednictvím USB komunikátoru 2 a ovladače 1.3 opatřeného třemi tlačítky: nahoru, dolů a stop.The geotechnical machine 1 is controlled by software 3.1 via a USB communicator 2 and a controller 1.3 provided with three buttons: up, down and stop.

Funkcí USB komunikátoru 2 je zajistit připojení úchylkoměrů 1.1,1,2 a ovladače 1.3 k počítači 3 opatřeném jediným portem 32. USB komunikátor 2 tak vytváří na počítači 3 virtuální porty, které umožňují řídicímu softwaru 3.1 snadnou komunikaci v našem případě se dvěma, ale i více digitálními úchylkoměry. USB komunikátor 2 dále zajišťuje ovládání výstupů pro řízení geotechnického stroje i pomocí signálů vysílaných z ovladače 1.3. Další funkcí USB komunikátoru 2 je bezpečnostní zastavení pohybu pístu geotechnického stroje 1 v případě, že by počítač 3 z nějakého důvodu přestal komunikovat.The function of USB Communicator 2 is to connect the dial gauges 1.1,1,2 and driver 1.3 to a computer 3 with a single port 32. The USB Communicator 2 creates 3 virtual ports on the computer which allow the control software 3.1 to communicate easily with two but also more digital dial indicators. The USB communicator 2 also provides control of the outputs for the control of the geotechnical machine by means of signals transmitted from the controller 1.3. Another function of the USB communicator 2 is to safely stop the movement of the piston of the geotechnical machine 1 if the computer 3 for any reason stops communicating.

Činnost geotechnického stroje i, opatřeného automatickým ovládacím zařízením podle vynálezu je plně automatická. Úkony, které je možné provádět, jsou zkoušky s libovolným průběhem a s použitím libovolných parametrů, jako např. standardní CBR zkouška, cyklická CBR zkouška - konstantní penetrace, cyklická CBR zkouška - konstantní dynamometr.The operation of the geotechnical machine 1 provided with the automatic control device according to the invention is fully automatic. The tasks that can be performed are tests of any course and using any parameters, such as the standard CBR test, the cyclic CBR test - constant penetration, the cyclic CBR test - constant dynamometer.

Popis jednotlivých výše uvedených zkoušek:Description of each of the above tests:

U standardní CBR zkoušky je možné nastavit citlivost dynamometru na dotek materiálu v rozsahu 0 až 0,02 mm s přesností 1/1000 mm. Po spuštění zkoušky se nejprve pístem pohybuje směrem k materiálu až do chvíle, kdy se píst dotkne jeho povrchu, což se automaticky identifikuje příslušnou změnou hodnoty deformace prvního digitálního úchylkoměrů 1.1 pro měření deformace dynamometru. Jakmile je daná hodnota nalezena, se píst zastaví a provede se vynulování všech připojených úchylkoměrů. Následně se pístem pohybuje proti zkoušenému materiálu až do dosažení přednastavené penetrace, která je pro tento typ zkoušky konstantní v hodnotě 10 mm. Aktuální penetrace se měří druhým digitálním úchylkoměrem 12. Během pohybu se pravidelně při různé penetraci odečítá hodnota deformace dynamometru, která se měří prvním digitálním úchylkoměrem. Tyto hodnoty se průběžně zapisují do výstupního souboru, ze kterého se na konci zkoušky vygeneruje soubor ve formátu XLS s číselným a grafickým výstupem zkoušky. Po ukončení zkoušky se pohyb pístu automaticky zastaví, změní se jeho směr a navrátí do své výchozí pozice.In the standard CBR test, the sensitivity of the dynamometer to the material contact can be adjusted from 0 to 0.02 mm with an accuracy of 1/1000 mm. After starting the test, the piston first moves towards the material until the piston touches its surface, which is automatically identified by a corresponding change in the deformation value of the first digital dial gauge 1.1 for measuring the dynamometer deformation. Once the value is found, the piston stops and all connected dial gauges are reset. Subsequently, the piston moves against the test material until a preset penetration is achieved, which is constant at 10 mm for this type of test. The current penetration is measured by the second digital indicator 12. During the movement, the deformation value of the dynamometer is measured regularly at different penetrations, which is measured by the first digital indicator. These values are continuously written to the output file, from which at the end of the test an XLS file with the numerical and graphical output of the test is generated. At the end of the test, the piston stops automatically, changes its direction and returns to its starting position.

U cyklické CBR zkoušky s konstantní penetrací je možné nastavit citlivost dynamometru na dotek materiálu v rozsahu 0 až 0,02 mm s přesností 1/1000 mm, hodnotu přednastavené penetrace v rozsahu 0 až 10 mm s přesností 1/100 mm, konstantní penetraci v intervalu 0 až 10 mm s přesností 1/1000 mm, počet cyklů do ukončení zkoušky v rozsahu 0 až 100 cyklů, odstupňováno po jednom cyklu, míru pružnosti materiálu v rozsahu 0 až 0,05 mm s přesností 1/1000 mm, při které se ukončí probíhající zkouška, a nebo podmínku pro ukončení zkoušky, tj. dosažení počtu cyklů nebo dosažení míry pružnosti materiálu.In the cyclic CBR test with constant penetration, it is possible to set the dynamometer sensitivity to material contact in the range 0 to 0.02 mm with the accuracy 1/1000 mm, the preset penetration value in the range 0 to 10 mm with the accuracy 1/100 mm, constant penetration in the interval 0 to 10 mm with an accuracy of 1/1000 mm, number of cycles to completion of the test in the range of 0 to 100 cycles, graduated after one cycle, material elasticity rate in the range of 0 to 0.05 mm with an accuracy of 1/1000 mm at which the test in progress, or the condition for completion of the test, ie the number of cycles or the degree of elasticity of the material.

Po spuštění zkoušky se nejprve pístem pohybuje směrem k materiálu až do chvíle, kdy se píst dotkne jeho povrchu, což je automaticky identifikováno příslušnou změnou definované hodnoty na digitálním úchylkoměrů deformace prvního digitálního dynamometru 1,1. Jakmile je danáAfter starting the test, the piston first moves towards the material until the piston touches its surface, which is automatically identified by a corresponding change in the defined value on the digital deflection gauges of the first digital dynamometer 1.1. Once given

-3 CZ 304642 B6 hodnota nalezena, píst se zastaví a provede se vynulování všech připojených úchylkoměrů. Následně se pístem pohybuje plynule proti zkoušenému materiálu až do dosažení přednastavené penetrace, která se měří druhým digitálním úchylkoměrem 1.2. Pro nalezení hodnoty přednastavené penetrace dojde ke změně pohybu pístu a k plynulému uvolnění napětí v materiálu, což se identifikuje dosažením nulové hodnoty prvního digitálního úchylkoměrů 1.1. Cyklus se opakuje až do dosažení stanovené míry pružnosti materiálu nebo stanoveného počtu cyklů - v závislosti na nastavení parametrů zkoušky. Během pohybu pístu oběma směty se při různých penetracích odečítá hodnota deformace dynamometru měřená prvním digitálním úchylkoměrem 1,1 a průběžně se zapisuje do výstupního souboru, ze kterého se na konci zkoušky vygeneruje soubor ve formátu XLS s číselným a grafickým výstupem zkoušky. Po ukončení zkoušky se pohyb pístu automaticky zastaví, změní jeho směr a navrátí do své výchozí pozice.If the value is found, the piston stops and all connected dial indicators are reset. Subsequently, the piston moves continuously against the test material until a preset penetration is achieved, which is measured by a second digital dial gauge 1.2. In order to find the value of the preset penetration, the movement of the piston is changed and the tension in the material is smoothly released, which is identified by reaching zero of the first digital dial gauge 1.1. The cycle is repeated until a specified degree of elasticity of the material or a specified number of cycles is reached, depending on the test parameter settings. As the piston moves in both directions, the dynamometer deformation value measured by the first digital dial gauge 1.1 is read at various penetrations and is continuously recorded in an output file, from which an XLS file with the numerical and graphical output of the test is generated at the end of the test. At the end of the test, the piston stops automatically, changes direction and returns to its starting position.

U cyklické CBR zkoušky s konstantním dynamometrem je možné nastavit citlivost dynamometru na dotek materiálu v rozsahu 0 až 0,02 mm s přesností 1/1000 mm, nebo stálou penetraci, která slouží ke stanovení maximální hodnoty dynamometru. Hodnoty je možné zadávat v intervalu 0 až 10 mm s přesností 1/1000 mm. Dále je možné nastavit stálé napětí dynamometru, kdy interval přípustných hodnot je omezen maximální přípustnou hodnotou dynamometru a odstupňován po 1 kPa, počet cyklů do ukončení zkoušky v rozsahu 0 až 100 cyklů, míru pružnosti materiálu v rozsahu 0 až 0,05 mm s přesností 1/1000 mm, při které se ukončí probíhající zkouška, podmínku pro ukončení zkoušky, tj. dosažení počtu cyklů nebo dosažení míry pružnosti materiálu, a podmínku pro ukončení cyklu, tj. dosažení stálé penetrace nebo stálého napětí.For a cyclic CBR test with a constant dynamometer, the sensitivity of the dynamometer to the material contact can be set within the range of 0 to 0.02 mm with an accuracy of 1/1000 mm, or a constant penetration to determine the maximum value of the dynamometer. Values can be entered between 0 and 10 mm with an accuracy of 1/1000 mm. It is also possible to set a constant dynamometer voltage, where the interval of permissible values is limited by the maximum permissible value of the dynamometer and graduated by 1 kPa, the number of cycles to completion of the test in the range 0 to 100 cycles / 1000 mm at which the test in progress is terminated, the condition for terminating the test, ie achieving the number of cycles or reaching the degree of elasticity of the material, and the condition for terminating the cycle, ie achieving constant penetration or constant stress.

Po spuštění zkoušky se nejprve pístem pohybuje směrem k materiálu až do chvíle, kdy se píst dotkne jeho povrchu, což je automaticky identifikováno příslušnou změnou definované hodnoty digitálního úchylkoměrů deformace prvního digitálního dynamometru 1.1. Jakmile je daná hodnota nalezena, píst se zastaví a provede se vynulování všech připojených úchylkoměrů. Následně se pístem pohybuje plynule proti zkoušenému materiálu v závislosti na nastavení parametrů zkoušky až do dosažení stálé penetrace, která se měří druhým digitálním úchylkoměrem 1.2, nebo do dosažení stálého napětí, které je vyhodnoceno pomocí hodnot odečtených prvním digitálním dynamometrem 1.1 a kalibrovaného přepočtu deformace a síly. Po nalezení příslušné obratové hodnoty dojde ke změně pohybu pístu a k plynulému uvolnění napětí v materiálu, které je identifikováno dosažením nulové hodnoty úchylkoměrů deformace prvního digitálního dynamometru 1,1. Cyklus se opakuje až do dosažení stanovené míry pružnosti materiálu nebo stanoveného počtu cyklů - v závislosti na nastavení parametrů zkoušky. Během pohybu pístu oběma směry se při různé penetraci odečítá hodnota deformace dynamometru, která se měří prvním digitálním úchylkoměrem LI a průběžně se zapisuje do výstupního souboru, ze kterého se na konci zkoušky vygeneruje soubor ve formátu XLS s číselným a grafickým výstupem zkoušky. Po ukončení zkoušky se pohyb pístu automaticky zastaví, změní se jeho směr a navrátí do své výchozí pozice. Příklad takového grafického výstupu je v podobě pracovního diagramu uveden na obr. 2. Zde jsou patrny jednotlivé cykly měření, při kterých je tlak na testovaný materiál zvyšován až do okamžiku dosažení maximální penetrace. Po jejím dosažení je tlak uvolněn na nulovou hodnotu a cyklus se opakuje.After starting the test, the piston first moves towards the material until the piston touches its surface, which is automatically identified by a corresponding change in the defined value of the digital deflection gauges of the first digital dynamometer 1.1. Once the value is found, the piston stops and all connected dial gauges are reset. Subsequently, the piston moves continuously against the test material, depending on the test parameter setting, until a constant penetration is measured, measured by the second digital gauge 1.2, or until a constant voltage is obtained, as measured by the first digital dynamometer 1.1 and calibrated strain and force conversion. . After finding the appropriate reversal value, the movement of the piston will change and the stress in the material will be smoothly identified, which is identified by reaching zero value of deformation gauges of the first digital dynamometer 1.1. The cycle is repeated until a specified degree of elasticity of the material or a specified number of cycles is reached, depending on the test parameter settings. While the piston is moving in both directions, the deformation value of the dynamometer is measured at different penetrations, which is measured by the first digital indicator L1 and is continuously written to the output file, from which the XLS file with the numerical and graphical output of the test is generated. At the end of the test, the piston stops automatically, changes its direction and returns to its starting position. An example of such a graphical output is shown in Fig. 2 in the form of a working diagram. Here, the individual measurement cycles are evident in which the pressure on the test material is increased until the maximum penetration is achieved. When it is reached, the pressure is released to zero and the cycle is repeated.

Prvním výsledkem měření je stanovení poměrové únosnosti CBR, měřeno podle stávajících platných norem v procentech, při penetraci 2,5 mm a 5 mm, čemuž odpovídá plynulá část zatěžovací křivky pracovního diagramu až do dosažení maximální penetrace. Tento údaj je potřebný pro stanovení kvality materiálů aktivní zóny a materiálů použitých do konstrukčních vrstev vozovky pomocí srovnávací poměrové veličiny.The first result of the measurement is the determination of the CBR ratio, measured in accordance with current standards in force, at a penetration of 2.5 mm and 5 mm, which corresponds to a smooth part of the load curve of the working diagram until the maximum penetration is achieved. This data is needed to determine the quality of core materials and materials used in road construction layers using a comparative ratio.

Druhým výsledkem je stanovení deformační charakteristiky-modulu materiálové pružnosti E, měřeno v MPa, na základě cyklického zatěžování z hodnoty deformace a napětí z posledního cyklu zatěžování. Hodnota modulu pružnosti je potřebná pro numerické modelování a stanovení stavu napjatosti a deformace konstrukce pro dimenzování konstrukce.The second result is the determination of the deformation characteristic of the E-modulus, measured in MPa, on the basis of the cyclic loading from the deformation value and the stress from the last loading cycle. The value of the modulus of elasticity is needed for numerical modeling and to determine the state of stress and deformation of the structure to dimension the structure.

-4CZ 304642 B6-4GB 304642 B6

Aplikační rozhraní softwaru dále disponuje grafickým ukazatelem průběhu zkoušky a ukazatelem aktuálního pohybu vzorku, tj. pístu. Software disponuje rovněž rozhraním pro nastavení různých parametrů - komunikační porty, adresáře a soubory pro ukládání výsledků, kalibrační hodnoty dynamometru apod.In addition, the application interface of the software has a graphical indicator of the test progress and an indicator of the current sample movement, ie the piston. The software also has an interface for setting various parameters - communication ports, directories and files for storing results, dynamometer calibration values, etc.

Automatické ovládací zařízení geotechnického stroje pro měření únosnosti zeminy podle vynálezu je snadno připojitelné ke všem typům stávajících geotechnických strojů určených pro měření CBR najedná straně a standardních počítačů na straně druhé, a umožňuje tak rozšířit využití geotechnického stroje i na možnost stanovení modulu pružnosti zemin.The automatic control device of the geotechnical machine for measuring the soil capacity according to the invention is easily connectable to all types of existing geotechnical machines intended for CBR measurement on one side and standard computers on the other side, thus extending the utilization of the geotechnical machine to the possibility of determining soil modulus.

Jak už bylo zmíněno výše, automatický ovládací systém podle vynálezu je využitelný ve všech geotechnických strojích pro zjišťování modulu pružnosti zemin a stavebních materiálů na stroji standardně využívaném pro stanovení CBR.As mentioned above, the automatic control system of the invention is applicable in all geotechnical machines for determining the modulus of soil and building materials on a machine commonly used for CBR determination.

Claims (2)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Automatické ovládací zařízení geotechnického stroje pro měření únosnosti zeminy sestávající z alespoň jednoho úchylkoměru instalovaného na geotechnickém stroji, ovladače instalovaného na geotechnickém stroji z počítače opatřeného software pro automatické ovládání geotechnického stroje, přičemž digitální úchylkoměr je opatřen portem, kde alespoň jeden digitální úchylkoměr je proveden jako první digitální úchylkoměr k měření deformace dynamometru a/nebo druhý digitální úchylkoměr kměření polohy pístu/penetrace, vyznačující se tím, že dále sestává z obousměrného USB komunikátoru (2), USB komunikátor (2) je určen k přenosu informací zúchylkoměrů (1.1, 1.2) do počítače (3), USB komunikátor (2) je určen k přenosu ovládacích povelů do geotechnického stroje (1), USB komunikátor (2) je opatřen alespoň jedním sériovým portem (2.1, 2.2) propojeným s úchylkoměrem (1.1, 1.2) vybaveným sériovým portem, propojení mezi úchylkoměrem (1.1, 1.2) a USB komunikátorem (2) je provedeno prostřednictvím sériového kabelu (4), propojení mezi ovladačem (1.3) a USB komunikátorem (2) je provedeno prostřednictvím vícežilového kabelu (5), a dále propojení mezi USB komunikátorem (2) a počítačem (3) je provedeno pomocí USB kabelu (6).An automatic control device of a geotechnical machine for measuring the load capacity of a soil, comprising at least one dial gauge installed on a geotechnical machine, a controller installed on a geotechnical machine from a computer equipped with software for automatically controlling a geotechnical machine, the digital dial gauge having a port wherein at least one digital dial gauge as a first digital indicator for measuring the dynamometer deformation and / or a second digital indicator for measuring the position of the piston / penetration, characterized in that it further comprises a bi-directional USB communicator (2), the USB communicator (2) is intended to transmit the dial indicator information (1.1, 1.2) ) to the computer (3), USB communicator (2) is intended for transfer of control commands to geotechnical machine (1), USB communicator (2) is equipped with at least one serial port (2.1, 2.2) connected to the dial indicator (1.1, 1.2) equipped serial p the connection between the dial indicator (1.1, 1.2) and the USB communicator (2) is made via a serial cable (4), the connection between the controller (1.3) and the USB communicator (2) is made via a multi-core cable (5), The USB communicator (2) and the computer (3) are made using a USB cable (6). 2. Způsob provádění měření únosnosti na geotechnickém stroji pro měření únosnosti zeminy s automatickým ovládacím zařízením podle nároku 1 nebo 2, kde píst geotechnického Stroje (1) se pohybuje směrem ke zkoušenému materiálu až do okamžiku jeho dotyku s ním, což se identifikuje změnou hodnoty deformace měřené prvním digitálním úchylkoměrem (1.1) pro měření deformace dynamometru, následně se píst pohybuje proti zkoušenému materiálu až do okamžiku dosažení přednastavené penetrace, kdy aktuální penetrace se měří druhým digitálním úchylkoměrem (1.2), nebo do dosažení stálého napětí, následně se změní směr pohybu pístu a píst se navrátí do své výchozí pozice s nulovým působícím napětím na zkoušený materiál, kde se píst automaticky zastaví nebo se cyklus opakuje, přičemž úplné uvolnění napětí na materiál se identifikuje dosažením nulové hodnoty prvního digitálního úchylkoměru (1.1) pro měření deformace dynamometru, vyznačující se tím, že při prvním kontaktu pístu s měřeným materiálem se vynulují všechny připojené úchylkoměry, a během pohybu pístu se pravidelně pro různou penetraci odečítá hodnota deformace dynamometru, která se měří prvním digitálním úchylkoměrem (1.1) a naměřené hodnoty se průběžně zapisují do výstupního souboru.Method for carrying out a load-bearing capacity measurement on a soil-bearing geotechnical machine with an automatic control device according to claim 1 or 2, wherein the piston of the geotechnical machine (1) moves towards the test material until it is contacted with it, identified by changing the deformation value measured by the first digital indicator (1.1) to measure the dynamometer deformation, then the piston moves against the test material until the preset penetration is reached, when the current penetration is measured by the second digital indicator (1.2), or until a constant tension is reached and return the piston to its starting position with zero applied stress to the test material, where the piston is automatically stopped or the cycle repeats, the complete release of tension on the material being identified by reaching the zero value of the first digital dial gauge (1.1) for measuring dynamometer deformation, characterized in that at the first contact of the piston with the measured material, all the connected gauges are reset, and during the piston movement the dynamometer deformation value is measured regularly for different penetration, measured by the first digital gauge (1.1) and measured values continuously write to the output file.
CZ2013-673A 2013-09-03 2013-09-03 Automatic control device of geotechnical machine for measuring load-bearing capacity of the soil and method of working with such a device CZ304642B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2013-673A CZ304642B6 (en) 2013-09-03 2013-09-03 Automatic control device of geotechnical machine for measuring load-bearing capacity of the soil and method of working with such a device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2013-673A CZ304642B6 (en) 2013-09-03 2013-09-03 Automatic control device of geotechnical machine for measuring load-bearing capacity of the soil and method of working with such a device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2013673A3 CZ2013673A3 (en) 2014-08-13
CZ304642B6 true CZ304642B6 (en) 2014-08-13

Family

ID=51293401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2013-673A CZ304642B6 (en) 2013-09-03 2013-09-03 Automatic control device of geotechnical machine for measuring load-bearing capacity of the soil and method of working with such a device

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ304642B6 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60185133A (en) * 1984-03-03 1985-09-20 Chiken:Kk Method and apparatus for collecting undisturbed sample
US20100312930A1 (en) * 2009-06-05 2010-12-09 Mitutoyo Corporation Signal converter, signal processor and signal conversion transmission system
CZ22171U1 (en) * 2010-06-18 2011-05-09 Ševelová@Lenka Electronically controlled system or automation of geotechnical CBR machine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60185133A (en) * 1984-03-03 1985-09-20 Chiken:Kk Method and apparatus for collecting undisturbed sample
US20100312930A1 (en) * 2009-06-05 2010-12-09 Mitutoyo Corporation Signal converter, signal processor and signal conversion transmission system
CZ22171U1 (en) * 2010-06-18 2011-05-09 Ševelová@Lenka Electronically controlled system or automation of geotechnical CBR machine

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2013673A3 (en) 2014-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5616857A (en) Penetration hardness tester
RU2769395C1 (en) Gradient stress load testing apparatus and method for accurate measurement of load power
CN100549649C (en) A kind of scaling method that is used for six-dimension force sensor calibration device
CN108918025B (en) Static calibration method for mining fiber Bragg grating force-measuring anchor rod
US6718820B2 (en) Apparatus for indentation test and method for measuring mechanical properties using it
CN101571442B (en) Calibration method for six-dimension force sensor calibration device with medium measurement range
CN202869895U (en) Load-displacement curve indentation testing device controlled by PC (Personal Computer)
CN202403676U (en) Calibration system for fiber Bragg grating strain sensor
CN101020548A (en) Method and instrument for measuring balance coefficient of elevator
CN105716956A (en) Creep test device and control system thereof
CN103196481A (en) Calibrating device and calibrating method of mine fiber grating sensor
CN105738225B (en) Deep hole rock/upper home position testing method and test machine people
JP2017227475A (en) Hardness testing machine
CZ304642B6 (en) Automatic control device of geotechnical machine for measuring load-bearing capacity of the soil and method of working with such a device
US8917105B2 (en) Solder bump testing apparatus and methods of use
CN104760328B (en) Linear displacement sensor installation evaluation method and system
CN201251533Y (en) Block compression testing machine
CN208334073U (en) Creep testing machine
CN110646179B (en) Hydraulic support top and bottom plate specific pressure measuring device
CZ26383U1 (en) Automatic control device of geotechnical machine for measuring of soil bearing capacity
CN201780231U (en) Equal strain incremental ratio test system
CN109991001A (en) A kind of trapezoidal screw torsion diastema test equipment
CN207396187U (en) A kind of device of big load testing machine loading and measurement
CZ22171U1 (en) Electronically controlled system or automation of geotechnical CBR machine
CN107560933A (en) A kind of device and method of big load testing machine loading and measurement