RU1783067C - Устройство дл определени сопротивлени грунта срезу - Google Patents

Abstract

Использование: строительство, определение физико-механических характеристик грунта. Сущность изобретени : устройство включает станину, срезную коробку с подвижной и неподвижной обоймами. Механизм дл  создани  вертикальной нагрузки состоит из штампа и передающей на него нагрузку силовой рамки с грузом. Механизм дл  создани  срезающей нагрузки включает рычаг, жестко соединенный с барабаном, канат, груз. Периферийна  часть рычага .имеет криволинейную поверхность, котора  образована геометрическим местом точек плоскости, удовлетвор ющим следующим пол рным координатам: Rj R«Si/S:Д 360° hi/ In r , где RI - радиус-вектор i-той точки, R - радиус-вектор, соответствующий начальному положению рычага (пол рна  ось /J 0). Si - площадь поверхности, лежаща  в плоскости среза: S - площадь поперечного сечени  обоим,/ - пол рный угол i-ой точки , hi - величина промежуточного перемещени  подвижной обоймы срезной коробки по отношению к неподвижной, г - радиус барабана 3 ил. (Л

Description

Изобретение относитс  к инженерно- геологическим исследовани м дл  строительства , а именно к устройствам дл  лабораторного исследовани  физико-механических свойств грунта и предназначено дл  испытаний образцов грунта, вырезанных из монолитов.

Известно устройство дл  определени  сопротивлени  грунта срезу, содержащее станину, срезную коробку со штампом, состо щую из подвижной и неподвижной обойм дл  размещени  образца грунта, механизм дл  создани  срезывающего усили  и механизм дл  создани  вертикальной нагрузки на штамп.

Недостатком данного устройства  вл етс  недостаточна  точность, вследствие того , что нижн   подвижна  обойма находитс  в прижатом к станине положении, что преп тствует ее свободному перемещению и, следовательно, величина срезывающего усили  существенно уменьшаетс , причем неопределенным образом.

Наиболее близким по технической сущности к за вл емому  вл етс  устройство дл  определени  сопротивлени  грунта срезу , содержащее станину, срезную коробку дл  размещени  образца грунта, состо щую из подвижной и неподвижной обойм, приспособление дл  создани  вертикальной нагрузки и приспособление дл  создани  срезающего усили , выполненное в виде барабана с рычагом, размещенных на одной оси, груза и трЪса, соединенного с подвижСА )

О Х|

ной обоймой и барабаном, и измерительные приспособлени .

Недостатком известного устройства  вл етс  то, что прилагаемое к образцу среза ющее усилие не зависит от изменени  в процессе опыта площади сечени  образца в плоскости среза. Это изменение составл ет 10-11 % и приводит к существенному снижению достоверности резупьтатов проводимого опыта.

Целью предполагаемого изобретени   вл етс  повышение достоверности определени  сопротивлени  грунта срезу путем обеспечени  посто нства срезающего усили .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  определени  сопротивлени  грунта срезу, содержащем станину, срезную коробку дл  размещени  образца грунта , состо щую из подвижной и неподвижной обойк, приспособление дл  создани  вертикальной нагрузки и приспособление дл  создани  срезающего усили , выполненное в виде барабана с рычагом, размещенных на одной оси, груза и троса, соединенного с подвижной обоймой и барабаном , и измерительные приспособлени , рычаг выполнен с криволинейной поверхностью , котора   вл етс  геометрическим местом точек, пол рные координаты которых определ ют по формулам:

a R-s, .- . К s™

о

г 2жг , где RI - радиус-вектор 1-ой точки;

- пол рный угол i-ой точки;

R- радиус-вектор, соответствующий начальному положению рычага (пол рна  ось );

Si - площадь поверхности, лежаща  в плоскости среза, см2;

S - площадь поперечного сечени  обойм,см ;

hi - рассто ние смещени  подвижной обоймы относительно неподвижной, см;

г - радиус барабана, см.

На фиг.1 изображено устройство, щий вид; на фиг 1 - схема действи  срезающей нагрузки, соответствующа  начальному моменту проведени  опыта; не фиг.З - та же схема, соответствующа  окончанию опыта.ч

Схемы фиг.2 и 3 по сн ют вывод зависимости дл  определени  пол рных координат точек кривизны рычага.

Устройство включает в себ  станину 1, срезную коробку в виде верхней подвижной обоймы 2 и нижней неподвижной 3, приспо .

0

собление дл  создани  вертикальной нагрузки , состо щее из штампа 4 и передающей на штамп 4 нагрузки силовой рамки 5 с грузом 6, приспособление дл  создани  срезающей нагрузки, состо щее из рычага 7, жестко соединенного с барабаном 8, каната 9, закрепленного одним концом на барабане 8, а другим - на верхней подвижной обойме 2, и груза 10, подвешенного на рычаге 7 посредством гибкой св зи 11. закрепленной в верхней части 12, и имеющего на другом конце подвеску 13.

Поверхность рычага 7 имеет измен ющуюс  кривизну, при этом криволинейна  поверхность рычага 7  вл етс  геометрическим местом точек, пол рные координаты которых определ ют по формулам4

20

25

30

35

40

45

50

55

R,

R Si

0

360° h,

S 2 п г

где RI - радиус-вектор i-той точки1

R - радиус-вектор, соответствующий начальному положению рычага (пол рна  ось Р 0);

Si - площадь поверхности, лежаща  в плоскости среза;

S - площадь поперечного сечени  обойм;

- пол рный угол i-ой точки;

hi - величина промежуточного перемещени  подвижной обоймы срезной коробки по отношению к неподвижной;

г - радиус барабана.

Устройство работает следующим образом .

В соосно расположенные верхнюю 2 и нижнюю 3 обоймы срезной коробки устанавливают испытуемый образец грунта, в верхнюю подвижную обойму 2 ввод т штамп 4. На штампе 4 монтируетс  силова  рамка 5.

Вертикальную нагрузку на образец грунта создают ступенчато путем укладывани  грузов 6 ка подвеску силовой рамки 5, котора  передает нагрузку на штамп 4 и соответственно на образец грунта,

Срезывающую нагрузку на образец создают также ступенчато путем укладывани  грузов 10 на подвеску 13 рычага 7. При этом масса грузов создает момент на рычаге 7 и на скрепленном с ним барабане 8, который трансформируетс  в т говое усилие каната 9, сопр гающего барабан 8 и подвижную обойму 2 срезной коробки.

Определенна  податливость образца грунта срезывающей нагрузке приводит к перемещению подвижной обоймы, которое, в свою очередь, сопровождаетс  поворотом на некоторый угол барабана 8 и скрепленного с ним рычага 7. При этом поворот рычага 7 (вниз), имеющего криволинейную поверхность периферийной части, удовлетвор ющую вышеприведенным зависимост м в пол рных координатах, приводит к сокращению плеча рычага в строгом соответствии с уменьшающейс  площадью сечени  образца в плоскости среза, и тем самым удель- ное давление среза сохран етс  посто нным.

Claims (1)

1. Таким образом, в предлагаемом техническом решении обеспечиваетс  посто нство срезывающего давлени , действующего на образец в плоскости среза независимо от изменени  площади сечени  последнего Формула изобретени  Устройство дл  определени  сопротивлени  грунта срезу, содержащее станину, срезную коробку дл  размещени  образца грунта, состо щую из подвижной и неподвижной обойм, приспособление дл  создани  вертикальной нагрузки и приспособление дл  создани  срезающего усили , выполненное в виде барабана с рычагом , груза и троса соединенного с по0

   5

   0

   движной обоймой и барабаном, и измерительные приспособлени , отличающее- с   тем, что, с целью повышени  достоверности определени  путем обеспечени  посто нства срезающего усили , рычаг выполнен с криволинейной поверхностью, котора   вл етс  геометрическим местом точек, пол рные координаты которых определ ют по формулам:

   Ri RSi/S;/, 360°h|/2jr r, где R, - радиус-вектор i-й точки;

   R - радиус-вектор, соответствующий начальному положению рычага (пол рна  ось

   - пол рный угол 1-й точки; Si - площадь поверхности, лежаща  в плоскости среза, см ;

   S - площадь поперечного сечени  обойм, см ,

   h, - рассто ние смещени  подвижной обоймы относительно неподвижной, см; г - радиус барабана, см.

   9

   Фиг

   //

   /m, n

   C-,

   S

   .2

   /

   .-3

   77Z7/77/77;

   77////////.

   mi n

   Фие.З