RU2045756C1

RU2045756C1 - Device for compression tests of soils

Info

Publication number: RU2045756C1
Application number: RU93014282A
Authority: RU
Inventors: Евгений Александрович Воробьев
Original assignee: Евгений Александрович Воробьев
Priority date: 1993-03-23
Filing date: 1993-03-23
Publication date: 1995-10-10

Abstract

FIELD: construction industry. SUBSTANCE: device for compression tests of soils is composed of three separable sections placed uniaxially one under another. Each section includes upper perforated die 3 with annular groove 10 and recession forming vessel 12 for filling with water. Its side walls have shoulders 13 to carry deformation meters 14. Lower dies 2 of upper and center sections have annular protrusions 9 forming chamber for collection of water and saturation of soil sample with it. Inner wall of pressure rings 5 has cone surface providing for self-centering of working ring 4 when each section is assembled. EFFECT: provision for rigidity of system under load and for coaxiality of samples, possibility of direct measurement of deformation of each sample and of its separate saturation with water. 1 dwg

Description

Изобретение относится к строительству, в частности к устройствам для определения физико-механических свойств грунтов. The invention relates to the construction, in particular to devices for determining the physico-mechanical properties of soils.

Известно устройство для испытания грунтов на сжатие, содержащее цилиндрический корпус, рабочие кольца для размещения образцов грунта, верхний и нижний штампы, средство для создания вертикальной нагрузки [1]
Недостатком устройства является то, что оно не позволяет одним вертикальным давлением создавать в образцах грунта разную величину нагрузок.A device for testing soil in compression, containing a cylindrical body, working rings for placing soil samples, upper and lower dies, means for creating a vertical load [1]
The disadvantage of this device is that it does not allow one vertical pressure to create different amounts of loads in soil samples.

Известен прибор для компрессионных испытаний грунта, содержащий рабочее кольцо, перфорированные штампы, поддон [2] Недостатком этого прибора также является невозможность получить одним вертикальным давлением различные нагрузки на образцы грунта. A known device for compression testing of soil, containing a working ring, perforated dies, a pallet [2] The disadvantage of this device is the inability to obtain one vertical pressure of various loads on soil samples.

Наиболее близким к изобретению является прибор для компрессионных испытаний грунтов, включающий основание, рабочие кольца различного диаметра для образцов грунта, верхние и нижние перфорированные штампы, средства создания вертикальной нагрузки и измерители деформаций, причем рабочие кольца установлены один под другим в порядке возрастания их диаметра сверху вниз [3]
Недостатком известного прибора является нарушение соосности расположения колец с грунтом при создании вертикальной нагрузки, что повышает перекос колец, неравномерные деформации образца грунта и, как следствие, некондиционность получаемых результатов. Существенным недостатком является невозможность прямого замера деформаций каждого образца грунта, что снижает точность проведения испытаний. Водонасыщение образцов грунта путем залива всей конструкции водой и помещения в глухой цилиндр является неудачным в связи с тем, что ввиду образования воздушных пробок под нижним штампом образца не происходит его полного водонасыщения.Closest to the invention is a device for compression testing of soils, including a base, working rings of various diameters for soil samples, upper and lower perforated dies, means for creating a vertical load and strain gauges, the working rings being installed one above the other in increasing order of diameter from top to bottom [3]
A disadvantage of the known device is the violation of the alignment of the arrangement of the rings with the soil when creating a vertical load, which increases the skew of the rings, uneven deformation of the soil sample and, as a consequence, the substandard of the results. A significant drawback is the inability to directly measure the deformations of each soil sample, which reduces the accuracy of the tests. Water saturation of soil samples by filling the entire structure with water and placing it in a blank cylinder is unsuccessful due to the fact that due to the formation of air jams under the lower stamp of the sample, its full water saturation does not occur.

Задача, решаемая изобретением, обеспечение жесткости конструкции от нарушения соосности, возможность прямого замера деформаций каждого образца грунта и устройство полного водонасыщения образца грунта. The problem solved by the invention, ensuring the rigidity of the structure from misalignment, the possibility of direct measurement of deformations of each soil sample and the device for complete water saturation of the soil sample.

Для этого прибор для компрессионных испытаний грунтов, включающий основание, рабочие кольца различного диаметра для образцов грунта, установленные один под другим в порядке возрастания их диаметра сверху вниз, верхние и нижние перфорированные штампы, средства для создания вертикальной нагрузки и измерители деформаций, выполнен в виде трех разъемных секций, установленных соосно друг под другом, каждая из которых образована верхним и нижним штампами и рабочим кольцом, размещенным между ними, и соединенных со штампами прижимным кольцом при этом верхние штампы выполнены в виде емкостей для заливки воды с плоскими перфорированными днищами и наклонными сплошными боковыми стенками, имеющими заплечики для установки измерителей деформаций, на внешней поверхности нижних штампов верхней и средней секции образованы кольцевые выступы с горизонтальными сквозными отверстиями, а на обращенной к ним поверхности перфорированных днищ верхних штампов нижелещающих секций соответствующие выступам кольцевые проточки, причем внутренняя стенка прижимных колец имеет конусную поверхность для самоцентровки рабочего кольца. For this, a device for compression testing of soils, including a base, working rings of various diameters for soil samples, mounted one below the other in increasing diameter from top to bottom, upper and lower perforated dies, means for creating a vertical load and strain gauges, are made in the form of three detachable sections mounted coaxially under each other, each of which is formed by the upper and lower dies and a working ring placed between them, and connected to the dies by a clamping ring and the upper dies are made in the form of containers for pouring water with flat perforated bottoms and inclined solid side walls having shoulders for installing strain gauges, ring protrusions with horizontal through holes are formed on the outer surface of the lower dies of the upper and middle sections, and on them facing them the surface of the perforated bottoms of the upper dies of the lower sections corresponding to the protrusions of the annular grooves, and the inner wall of the pressure rings has a conical surface to self-center the working ring.

На чертеже дана схема прибора для компрессионных испытаний грунтов. The drawing shows a diagram of a device for compression testing of soils.

Прибор состоит из трех разъемных секций, установленных соосно друг под другом, нижняя из которых включает основание 1. Каждая из секций состоит из перфорированного нижнего 2 и верхнего 3 штампов, между которыми расположено рабочее кольцо для грунта, закрепляемое прижимными кольцами 5, которые в средней и верхней секциях имеют конусную поверхность 6 для самоцентровки рабочих колец 4 для грунта. В нижней секции крепление рабочего кольца для грунта прижимным кольцом 5 осуществляют с использованием вставного кольца 7. В нижней части основания 1 имеется трубка 8 для водонасыщения образца грунта нижней секции. Рабочие кольца для грунта 4 имеют различные диаметры и установлены в порядке их возрастания сверху вниз. The device consists of three detachable sections mounted coaxially under each other, the lower of which includes the base 1. Each of the sections consists of a perforated lower 2 and upper 3 dies, between which there is a working ring for the soil, fixed by clamping rings 5, which are in the middle and the upper sections have a conical surface 6 for self-centering of the working rings 4 for soil. In the lower section, the working ring for soil is fixed by the clamping ring 5 using the insert ring 7. In the lower part of the base 1 there is a tube 8 for water saturation of the soil sample of the lower section. Working rings for soil 4 have different diameters and are installed in ascending order from top to bottom.

Нижняя часть нижнего поршня средней и верхней секций имеет кольцевой выступ 9, входящий в кольцевую проточку 10 верхнего поршня нижней и средней секций для обеспечения их соосности. Кольцевые выступы 9 имеют два ряда сквозных отверстий 11, обеспечивающих поступление воды в пространство под нижним поршнем и выпуск оттуда воздуха. The lower part of the lower piston of the middle and upper sections has an annular protrusion 9 included in the annular groove 10 of the upper piston of the lower and middle sections to ensure their alignment. The annular protrusions 9 have two rows of through holes 11, providing water in the space under the lower piston and the release of air from there.

Верхняя часть верхних поршней выполнена в виде конусной емкости 12 для заливки воды с заплечиками 13 и отверстиями для закрепления измерителей деформаций 14 в виде индикаторов. В верхней части верхнего штампа 3 расположен шток 15, обеспечивающий передачу вертикального давления Р от коромысла станины компрессионного прибора. The upper part of the upper pistons is made in the form of a conical tank 12 for pouring water with shoulders 13 and holes for fixing strain gauges 14 in the form of indicators. In the upper part of the upper stamp 3 is located the rod 15, which ensures the transmission of vertical pressure P from the beam of the bed of the compression device.

Прибор работает следующим образом. The device operates as follows.

Из монолита вырезают 3 образца в рабочие кольца разного размера S₁, S₂ и S₃. Собирают каждую секцию отдельно. Для этого устанавливают каждое рабочее кольцо 4 с грунтом на свой по размеру нижний штамп 2 и затягивают рабочее кольцо 4 с грунтом прижимным кольцом 5, при этом благодаря конусной поверхности 6 внутренней части прижимного кольца 5 рабочее кольцо 4 с грунтом самоцентрируется.3 samples are cut from the monolith into working rings of different sizes S ₁ , S ₂ and S ₃ . Collect each section separately. To do this, set each working ring 4 with soil to its own size lower stamp 2 and tighten the working ring 4 with soil with a clamping ring 5, while due to the conical surface 6 of the inner part of the clamping ring 5, the working ring 4 with soil is self-centered.

В нижней секции предварительно устанавливают вставное кольцо 7 в пространстве между стенками основания 1 и рабочим кольцом 4 с грунтом и потом стягивают прижимным кольцом 5. In the lower section, an insert ring 7 is pre-installed in the space between the walls of the base 1 and the working ring 4 with soil and then pulled together by a pressure ring 5.

На рабочее кольцо 4 с грунтом каждой секции устанавливают верхний штамп 3. Собранные секции размещают соосно друг с другом, (в порядке возрастания диаметров рабочих колец сверху вниз), причем кольцевые выступы 9 нижних штампов вставляют в кольцевые проточки 10 верхних штампов нижерасположенных секций. An upper stamp 3 is installed on the working ring 4 with the soil of each section. The assembled sections are placed coaxially with each other (in order of increasing diameters of the working rings from top to bottom), and the annular protrusions 9 of the lower dies are inserted into the annular grooves 10 of the upper dies of the lower sections.

Собранный прибор ставят на станину компрессионного прибора, а отверстие центральной части коромысла устанавливают на шток 15. В отверстия заплечиков 13 размещают по два с каждой стороны измерители деформаций 14 так, чтобы их ножки упирались в заплечики нижерасположенной секции. The assembled device is placed on the bed of the compression device, and the hole of the central part of the rocker arm is mounted on the rod 15. In the holes of the shoulders 13, two strain gauges 14 are placed on each side so that their legs abut against the shoulders of the downstream section.

При необходимости проводят водонасыщение образцов грунта нижней секции через выводящую трубку 8, а средней и верхней секций путем постепенного залива воды в емкость 12, наблюдая за выходом воздуха из-под нижних штампов 2 через отверстия 11. По окончании выхода воздуха из-под штампов 2 проводят полное заполнение водой емкостей 12 и выдерживают до полного водонасыщения образцов грунта. If necessary, conduct water saturation of soil samples of the lower section through the outlet tube 8, and the middle and upper sections by gradually pouring water into the tank 12, observing the exit of air from under the lower dies 2 through holes 11. At the end of the exit of air from under dies 2, conduct full filling of containers 12 with water and maintained until the soil samples are completely saturated.

По окончании подготовительных работ прикладывают вертикальное давление в соответствии с программой испытаний. При достижении деформаций каждого образца грунта 0,01 мм прикладывают следующую ступень давления. Для проведения испытаний необходимо всего 2 ступени. При этом распределение нагрузок на образцах грунта от действия одного давления зависит от разности площадей образцов. В связи с этим вертикальное давление следует устанавливать такое, чтобы получаемые нагрузки на образцах грунта соответствовали нагрузкам, требуемым по заданию на проведение испытаний. At the end of the preparatory work, apply vertical pressure in accordance with the test program. When deformations of each soil sample of 0.01 mm are reached, the next pressure step is applied. For testing, only 2 steps are needed. In this case, the distribution of loads on soil samples from the action of one pressure depends on the difference in the area of the samples. In this regard, the vertical pressure should be set so that the resulting loads on the soil samples correspond to the loads required by the test assignment.

Таким образом, создавая 2 ступени давления, в результате испытания получают 6 точек компрессионной кривой, что существенно сокращает время проведения испытаний в 1,5-2 раза и отпадает необходимость в 2-х приборах стандартного типа. Thus, creating 2 stages of pressure, 6 points of the compression curve are obtained as a result of the test, which significantly reduces the test time by 1.5-2 times and there is no need for 2 standard-type devices.

Данный прибор позволяет обеспечить жесткость конструкции от нарушения соосности, возможность прямого замера деформаций каждого образца грунта и проведение полного водонасыщения образцов, что обеспечивает высокое качество проведения испытаний и повышает производительность труда. This device allows you to ensure structural rigidity from misalignment, the ability to directly measure the deformation of each soil sample and the full water saturation of the samples, which ensures high quality testing and increases productivity.

Claims

DEVICE FOR COMPRESSION TESTS OF SOILS, including a base, working rings of various diameters for soil samples, mounted one above the other in increasing diameter from top to bottom, upper and lower perforated dies, means for creating vertical unloading and strain gauges, characterized in that it is made in the form of three detachable sections mounted coaxially under each other, each of which is formed by the upper and lower dies and a working ring placed between them and connected to the dies in this case, the upper dies are made in the form of containers for pouring water with flat perforated bottoms and sloping solid side walls having shoulders for installing strain gauges, ring protrusions with horizontal through holes are formed on the outer surface of the lower dies of the upper and middle sections, and on the surface of the perforated bottoms of the upper dies of the underlying sections facing them, the corresponding protrusions are annular grooves, and the inner wall of the pressure rings has a cone surface for self-centering of the working ring.