RU2467305C1 - Instrument of triaxial compression with measurement of contact stresses - Google Patents

Instrument of triaxial compression with measurement of contact stresses Download PDF

Info

Publication number
RU2467305C1
RU2467305C1 RU2011124966/28A RU2011124966A RU2467305C1 RU 2467305 C1 RU2467305 C1 RU 2467305C1 RU 2011124966/28 A RU2011124966/28 A RU 2011124966/28A RU 2011124966 A RU2011124966 A RU 2011124966A RU 2467305 C1 RU2467305 C1 RU 2467305C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
side walls
triaxial compression
measurement
base
cover
Prior art date
Application number
RU2011124966/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Григорьевич Болдырев (RU)
Геннадий Григорьевич Болдырев
Елена Геннадьевна Болдырева (RU)
Елена Геннадьевна Болдырева
Илья Хамитович Идрисов (RU)
Илья Хамитович Идрисов
Аркадий Иванович Елатонцев (RU)
Аркадий Иванович Елатонцев
Олег Алексеевич Виноградов (RU)
Олег Алексеевич Виноградов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО "НПП "Геотек")
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 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО "НПП "Геотек") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО "НПП "Геотек")
Priority to RU2011124966/28A priority Critical patent/RU2467305C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2467305C1 publication Critical patent/RU2467305C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: invention relates to the field of construction and is designed to define mechanical properties of construction and road materials, including reinforced soils, under complicated stressed-deformed condition. The device comprises a frame, a body with a base, a cover and side walls, a working chamber with an elastic shell and pressure chambers arranged in it and joined with loading and metering accessories. One of side walls of the body is arranged as rigid and movable with inbuilt force sensors, besides, displacement of the wall is monitored with a step motor, and the material sample is lifted using a movable platform with a hydraulic drive.
EFFECT: expansion of instrument functionality and increased accuracy of research by measurement of contact stresses and local deformations.
3 cl, 4 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Техническое решение относится к области строительства и предназначено для определения механических свойств строительных и дорожных материалов, в том числе армированных грунтов, в условиях сложного напряженно-деформированного состояния.The technical solution relates to the field of construction and is intended to determine the mechanical properties of building and road materials, including reinforced soils, in a complex stress-strain state.

Уровень техникиState of the art

Аналогом заявляемого технического решения является «Прибор трехосного сжатия» (патент на изобретение (United States Patent) Triaxial compression test apparatus, №3728895, 24 апреля 1973 г., М. Кл. G01N 3/08) [1].An analogue of the claimed technical solution is the "Triaxial compression device" (patent for the invention (United States Patent) Triaxial compression test apparatus, No. 3728895, April 24, 1973, M. C. G01N 3/08) [1].

Краткое содержание аналога.Summary of the analogue.

Высокоскоростной прибор для трехосных испытаний, имеющий полый прямоугольный каркас с центральной прямоугольной рабочей камерой для размещения испытуемого образца и прямоугольные полости с каждой стороны каркаса, в которых размещается подвижный штамп, имеющий внутреннюю подвижную стенку, выполненную в виде гибкой диафрагмы, которая под действием давления жидкости через штуцер оказывает сжатие испытуемого образца вдоль соответствующих осей полостей, и датчики, генерирующие сигналы, представляющие давление и перемещение подвижной стенки.A high-speed device for triaxial testing, having a hollow rectangular frame with a central rectangular working chamber for accommodating the test sample and rectangular cavities on each side of the frame, in which a movable stamp is placed, having an internal movable wall made in the form of a flexible diaphragm, which under the action of fluid pressure through the fitting compresses the test sample along the respective axis of the cavities, and sensors generating signals representing pressure and movement of the Enki.

Главным применением прибора является испытание образцов грунта и скальных пород, и других природных и искусственных материалов, для определения их механических свойств.The main application of the device is the testing of soil and rock samples, and other natural and artificial materials, to determine their mechanical properties.

Недостатком аналога является невозможность проведения испытаний грунта с измерением контактных напряжений на гранях образца из-за отсутствия датчиков для их измерения на гибкой диафрагме.The disadvantage of the analogue is the inability to conduct soil tests with the measurement of contact stresses on the faces of the sample due to the lack of sensors for measuring them on a flexible diaphragm.

Следующим аналогом заявляемого технического решения является «Прибор для исследования свойств грунтов в условиях трехосного сжатия» (авторское свидетельство СССР на изобретение №700838, заявка №2629174/29-33 от 06.09.1975, заявитель Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт им. В.В.Куйбышева, авторы З.Г.Тер-Мартиросян, Д.М.Ахпателов, Ю.С.Григорьев, В.А.Тищенко, М. Кл.2 G01N 33/24, G01N 3/10, опубликовано 30.11.1979, бюл.44) [2], включающий корпус с основанием, крышкой и боковыми стенками, размещенными в нем рабочей камерой с эластичной оболочкой и камерами давления, связанными с нагрузочными и измерительными приспособлениями, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и снижения трудоемкости производства работ, корпус снабжен имеющими внутренние проточки эластичными прокладками и четырехугольной опорной рамой с винтами, пропущенными по углам опорной рамы, причем каждая камера давления образована проточкой эластичной прокладки и стенкой рабочей камеры, а винты оперты на боковые стенки корпуса, которые, в свою очередь, шарнирно соединены с основанием.The next analogue of the proposed technical solution is “A device for studying the properties of soils under triaxial compression” (USSR author's certificate for the invention No. 700838, application No. 2629174 / 29-33 of 09/06/1975, applicant of the Moscow Order of the Red Banner of Labor Engineering Institute named after V.V. Kuybysheva, authors Z. G. Ter-Martirosyan, D. M. Akhpatelov, Yu.S. Grigoryev, V. A. Tishchenko, M. Cl. 2 G01N 33/24, G01N 3/10, published on November 30 .1979, bull. 44) [2], comprising a housing with a base, a cover and side walls, placed in it with a working chamber with elastic a casing and pressure chambers associated with load and measuring devices, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurements and reduce the complexity of the work, the casing is equipped with elastic grooves having internal grooves and a quadrangular support frame with screws missing at the corners of the support frame, each the pressure chamber is formed by the groove of the elastic gasket and the wall of the working chamber, and the screws are supported on the side walls of the housing, which, in turn, are pivotally connected to the base.

Недостатками данного аналога являются трудоемкость подготовки прибора к испытаниям и размещения образца грунта в рабочую камеру, невозможность прямого измерения осевых деформаций образца грунта, невозможность измерения контактных напряжений из-за наличия эластичной оболочки.The disadvantages of this analogue are the complexity of preparing the device for testing and placing a soil sample in the working chamber, the inability to directly measure the axial deformations of the soil sample, the inability to measure contact stresses due to the presence of an elastic shell.

Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого технического решения является «Прибор трехосного сжатия» (патент РФ на изобретение №2418283, заявка №2010108180 от 04.03.2010, заявитель «ООО «НПП Геотек», авторы Болдырев Г.Г., Болдырева Е.Г., Идрисов И.Х., Елатонцев А.И., МПК G01N 3/08, опубликовано 10.05.2011, бюл. 13) [3], включающий раму, корпус с основанием, крышкой и боковыми стенками, размещенными в нем рабочей камерой с эластичной оболочкой и камерами давления, связанными с нагрузочными и измерительными приспособлениями, четыре пневмоцилиндра двойного действия, закрепленные на раме вертикально, нижние штоки пневмоцилиндров присоединены к вертикально перемещаемой платформе, на вертикально перемещаемой платформе расположена горизонтально перемещаемая платформа, основание и образец грунта в съемной форме, верхние штоки пневмоцилиндров присоединены к траверсе, а траверса к крышке, каждая камера давления имеет три датчика линейных перемещений, причем боковые стенки корпуса являются неразъемными, а основание и крышка съемными.The closest analogue (prototype) of the claimed technical solution is the “Triaxial compression device” (RF patent for the invention No. 2418283, application No. 2010018180 dated 04.03.2010, the applicant “NPP Geotek” LLC, authors G. Boldyrev, E. Boldyreva ., Idrisov I.Kh., Elatontsev A.I., IPC G01N 3/08, published 05/10/2011, bull. 13) [3], including a frame, a casing with a base, a cover and side walls placed in it by a working chamber with an elastic shell and pressure chambers associated with load and measuring devices, four double-acting pneumatic cylinders vertically mounted on the frame, the lower rods of the pneumatic cylinders are attached to the vertically movable platform, the horizontally movable platform is located on the vertically movable platform, the base and soil sample in a removable form, the upper rods of the pneumatic cylinders are attached to the traverse, and the traverse to the cover, each pressure chamber has three linear displacement sensor, the side walls of the housing being one-piece, and the base and cover removable.

Недостатком прототипа является невозможность измерения контактных напряжений и деформаций на боковых стенках из-за наличия эластичных оболочек.The disadvantage of the prototype is the inability to measure contact stresses and strains on the side walls due to the presence of elastic shells.

Объяснение недостатков прототипа.Explanation of the disadvantages of the prototype.

1. В прототипе для создания сложного напряженного состояния используются эластичные оболочки, через которые передается давление на образец материала. Наличие гибкой границы в виде эластичных оболочек не позволяет исследовать характер распределения контактных напряжений, так как для их измерений требуется наличие жесткой границы. При этом характер распределения контактных напряжений зависит не только от уровня напряженного состояния, но и от величины перемещения жесткой границы для случаев активного и пассивного давлений. Движение границы в прототипе не предусмотрено.1. In the prototype, to create a complex stress state, elastic shells are used through which pressure is transferred to a sample of material. The presence of a flexible boundary in the form of elastic shells does not allow one to study the nature of the distribution of contact stresses, since their measurements require the presence of a rigid boundary. Moreover, the nature of the distribution of contact stresses depends not only on the level of the stress state, but also on the magnitude of the displacement of the rigid boundary for cases of active and passive pressures. The movement of the border in the prototype is not provided.

2. Прибор позволяет измерить полную деформацию образца по направлению его трех взаимно перпендикулярных осей, но не позволяет измерять локальные деформации на гранях образца материала.2. The device allows you to measure the total deformation of the sample in the direction of its three mutually perpendicular axes, but does not allow to measure local deformations on the faces of the sample material.

Сущность технического решенияThe essence of the technical solution

Известен прибор для трехосных испытаний грунтов, включающий раму, корпус с основанием, крышкой и боковыми стенками, размещенными в нем рабочей камерой с эластичной оболочкой и камерами давления, связанными с нагрузочными и измерительными приспособлениями, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и повышения производительности испытаний, прибор снабжен четырьмя пневмоцилиндрами двойного действия, закрепленными на раме вертикально, нижние штоки пневмоцилиндров присоединены к вертикально перемещаемой платформе, на вертикально перемещаемой платформе расположена горизонтально перемещаемая платформа, основание и образец грунта в съемной форме, верхние штоки пневмоцилиндров присоединены к траверсе, а траверса к крышке, каждая камера давления имеет три датчика линейных перемещений, причем боковые стенки корпуса являются неразъемными, а основание и крышка съемными.A known device for triaxial testing of soils, including a frame, a housing with a base, a cover and side walls, housed in it with a working chamber with an elastic shell and pressure chambers associated with load and measuring devices, characterized in that, in order to reduce the complexity and increase productivity tests, the device is equipped with four double-acting pneumatic cylinders mounted vertically on the frame, the lower rods of the pneumatic cylinders are connected to a vertically movable platform, vertically A horizontal platform, a base and a soil sample in a removable form are located on the movable platform, the upper rods of the pneumatic cylinders are attached to the traverse, and the traverse to the cover, each pressure chamber has three linear displacement sensors, the side walls of the housing being one-piece, and the base and cover removable.

Цель данного технического решения - расширение функциональности прибора и повышение точности исследований путем измерения контактных напряжений и локальных деформаций.The purpose of this technical solution is to expand the functionality of the device and increase the accuracy of research by measuring contact stresses and local deformations.

Поставленная цель достигается тем, что одна из боковых стенок камеры давления выполнена жесткой с встроенным подвижным жестким штампом. Жесткий штамп имеет датчики силы и соединен с сервоприводом, что позволяет задавать перемещение штампа как по направлению внутрь образца материала, так и в обратную сторону. Для обеспечения герметичности по периметру жесткого штампа введено уплотнительное кольцо.This goal is achieved by the fact that one of the side walls of the pressure chamber is made rigid with a built-in movable rigid stamp. The hard stamp has force sensors and is connected to the servo drive, which allows you to set the movement of the stamp both in the direction inside the material sample and in the opposite direction. To ensure tightness around the perimeter of the hard stamp introduced a sealing ring.

Для измерения локальных деформаций используется цифровой фотоаппарат, и одна из стенок рабочей камеры выполнена прозрачной.A digital camera is used to measure local deformations, and one of the walls of the working chamber is made transparent.

Управление работой прибора выполняется с использованием измерительной системы с прямой и обратной связью.Management of the device is performed using a measuring system with direct and feedback.

Перечень фигур, чертежей и иных материаловList of figures, drawings and other materials

На фиг.1 приведен чертеж общего вида прибора трехосного сжатия с измерением контактных напряжений.Figure 1 shows a drawing of a General view of a triaxial compression device with a measurement of contact stresses.

На фиг.2 приведено аксонометрическое изображение прибора трехосного сжатия.Figure 2 shows an axonometric image of a triaxial compression device.

На фиг.3 изображен вид сверху прибора трехосного сжатия.Figure 3 shows a top view of a triaxial compression device.

На фиг.4 приведена структурная схема управления прибором трехосного сжатия.Figure 4 shows the structural diagram of the control device triaxial compression.

Пример реализации технического решенияAn example of the implementation of a technical solution

На фиг.1, 2, 3, 4 прибор трехосного сжатия с измерением контактных напряжений содержит раму 1, на которой закреплен корпус, состоящий из основания 2, четырех боковых стенок 3, 4, 5, 6 и крышки 7, соединяемых между собой на резьбовых шпильках 8 и закрепляемых гайками 9. Основание 2, три боковые стенки 3, 5, 6 имеют камеру давления 10 с эластичной оболочкой 11, штуцеры 12. Крышка 7 имеет прозрачное окно 13. В двух диагонально расположенных углах корпуса вставлены два штуцера 14, 15, к одному из которых присоединяется трубопровод обратного давления 16, а к другому - датчик порового давления 17.In figure 1, 2, 3, 4, a triaxial compression device with contact stress measurement comprises a frame 1, on which is fixed a housing consisting of a base 2, four side walls 3, 4, 5, 6 and a cover 7, interconnected on threaded studs 8 and fixed by nuts 9. Base 2, three side walls 3, 5, 6 have a pressure chamber 10 with an elastic shell 11, fittings 12. The cover 7 has a transparent window 13. Two fittings 14, 15 are inserted in two diagonally located corners of the housing to one of which a back pressure pipeline 16 is connected, and to the other, dates pore pressure chamber 17.

Одна из боковых стенок, например 4, имеет круглый жесткий штамп 18 с группой датчиков силы 19 для измерения контактных напряжений. Штамп 18 перемещается в направляющем цилиндре 20 штоком 21, соединенным с сервоприводом 22. Сервопривод 22 закреплен тремя стойками 23 на опорной плите 24. Опорная плита 24 крепится стойками 23 к одной из сторон корпуса. Штамп 18 имеет два уплотнительных кольца 25.One of the side walls, for example 4, has a round hard stamp 18 with a group of force sensors 19 for measuring contact stresses. The stamp 18 is moved in the guide cylinder 20 by a rod 21 connected to the servo drive 22. The servo drive 22 is fixed by three posts 23 to the base plate 24. The base plate 24 is mounted by the posts 23 to one side of the housing. The stamp 18 has two o-rings 25.

Для изготовления образца связного грунта 26 используется съемная форма 27.For the manufacture of a sample of cohesive soil 26, a removable mold 27 is used.

Для измерения локальных деформаций цифровой фотоаппарат 28 закреплен на траверсе 29 и подключен к компьютеру 47.To measure local deformations, the digital camera 28 is mounted on a traverse 29 and connected to a computer 47.

На раме 1 закреплены четыре гидравлических нагнетателя 31, 32, 33, 34 с сервоприводами и два ресивера 35, 36.Four hydraulic superchargers 31, 32, 33, 34 with servos and two receivers 35, 36 are fixed on frame 1.

Датчик порового давления 17, датчики давления 37, 38, 39, 40 гидравлических нагнетателей 31, 32, 33, 34, датчики давления 41, 42 ресиверов 35, 36, группа датчиков силы 19 через кабельную линию 43, блок усиления сигналов 44, аналого-цифровой преобразователь 45 и интерфейс RS-485 46 подключены к компьютеру 47 и образуют в совокупности систему сбора данных.Pore pressure sensor 17, pressure sensors 37, 38, 39, 40 of hydraulic superchargers 31, 32, 33, 34, pressure sensors 41, 42 of receivers 35, 36, a group of force sensors 19 through a cable line 43, signal amplification unit 44, analog the digital converter 45 and the RS-485 46 interface are connected to the computer 47 and together form a data acquisition system.

Сервоприводы гидравлических нагнетателей 31, 32, 33, 34, сервопривод жесткого штампа 22 через кабельную линию 48, цифроаналоговый преобразователь 49, интерфейс RS-485 46 подключены к компьютеру 47 и образуют в совокупности управляющую измерительную систему.The servos of the hydraulic superchargers 31, 32, 33, 34, the servo of the hard stamp 22 through the cable line 48, the digital-to-analog converter 49, the RS-485 interface 46 are connected to the computer 47 and together form a control measuring system.

Цифровой фотоаппарат 28 через USB подключен к компьютеру 47.Digital camera 28 via USB is connected to computer 47.

Загрузочная система включает подвижную платформу 50 с гидроприводом и стол 51.The loading system includes a movable platform 50 with hydraulic drive and a table 51.

Прибор трехосного сжатия с измерением контактных напряжений работает следующим образом.A triaxial compression device with contact stress measurement operates as follows.

1. Подготовка прибора к работе для испытаний связных грунтов1. Preparation of the device for work for testing cohesive soils

1.1. Подвижную платформу 48 перемещают внутрь до упора в раму, а затем, используя гидравлику, поднимают стол до упора в основание корпуса 2.1.1. The movable platform 48 is moved inward as far as it will go into the frame, and then, using hydraulics, the table is lifted all the way to the base of the housing 2.

1.2. Открутив гайки 9 на корпусе со стороны основания 2, опускают стол 49 совместно с основанием.1.2. Unscrewing the nuts 9 on the housing from the side of the base 2, lower the table 49 together with the base.

1.3. Перемещают подвижную платформу 50 с основанием 2 на место изготовления образца связного грунта 26.1.3. Move the movable platform 50 with the base 2 to the place of manufacture of a sample of cohesive soil 26.

1.4. На основание 2 устанавливают разъемную форму 27 и изготавливают с заданной плотностью и влажностью образец связного грунта 26. При необходимости в процессе изготовления в образец вводят в заданном соотношении армирующие элементы в виде геосетки или других материалов. Перед изготовлением образца грунта внутренние стенки формы покрывают смазкой для уменьшения адгезии. Для сохранения плоской нижней грани изготавливаемого образца грунта в камеру давления 10 основания 2 подается жидкость до ее полного заполнения.1.4. On the base 2, a detachable mold 27 is installed and a sample of cohesive soil 26 is made with a given density and humidity. If necessary, reinforcing elements in the form of a geogrid or other materials are introduced into the specimen in the prescribed ratio during the manufacturing process. Before making a soil sample, the inner walls of the mold are coated with grease to reduce adhesion. To maintain a flat lower face of the manufactured soil sample, liquid is supplied into the pressure chamber 10 of the base 2 until it is completely filled.

1.5. Разбирают разъемную форму 27.1.5. Disassemble the split mold 27.

1.6. Подвижную платформу 50 перемещают обратно до упора в раму 1.1.6. The movable platform 50 is moved back all the way into the frame 1.

1.7. При помощи гидравлики подвижной платформы поднимают основание 2 с образцом грунта 26 до упора основания 2 в корпус. Закрепляют основание 2 гайками 9.1.7. Using hydraulics of the moving platform, the base 2 is lifted with a soil sample 26 to the stop of the base 2 in the housing. Fix the base with 2 nuts 9.

1.8. Через штуцеры 14, 15 методом обратного давления выполняют водонасыщение образца грунта.1.8. Through the fittings 14, 15, the method of back pressure performs water saturation of the soil sample.

1.9. Датчик порового давления 17, датчики давления 37, 38, 39, 40, датчики давления 41, 42, группу датчиков силы 19, сервоприводы гидравлических нагнетателей 31, 32, 33, 34, сервопривод жесткого штампа 22 через аналого-цифровой преобразователь 45, цифроаналоговый преобразователь 49, интерфейс RS-485 подключают к компьютеру 47.1.9. Pore pressure sensor 17, pressure sensors 37, 38, 39, 40, pressure sensors 41, 42, a group of force sensors 19, servos of hydraulic superchargers 31, 32, 33, 34, a hard stamp servo 22 through an analog-to-digital converter 45, a digital-to-analog converter 49, the RS-485 interface is connected to a computer 47.

2. Подготовка к испытаниям сыпучих грунтов2. Preparation for testing loose soils

2.1. Откручивают гайки 9 и снимают крышку 7.2.1. Unscrew the nuts 9 and remove the cover 7.

2.2. В камеру прибора укладывают сыпучий грунт с заданной плотностью и влажностью. При необходимости в процессе изготовления в образец вводят в заданном соотношении армирующие элементы в виде геосетки или других материалов.2.2. Bulk soil with a given density and humidity is placed in the chamber of the device. If necessary, during the manufacturing process, reinforcing elements in the form of a geogrid or other materials are introduced into the sample in a predetermined ratio.

2.3. Устанавливают крышку 7 обратно и закрепляют гайками 9.2.3. Install the lid 7 back and fix it with nuts 9.

2.5. Датчик порового давления 17, датчики давления 37, 38, 39, 40, датчики давления 41, 42, группу датчиков силы 19, сервоприводы гидравлических нагнетателей 31, 32, 33, 34, сервопривод жесткого штампа 22 через аналого-цифровой преобразователь 45, цифроаналоговый преобразователь 49, интерфейс RS-485 подключают к компьютеру 47.2.5. Pore pressure sensor 17, pressure sensors 37, 38, 39, 40, pressure sensors 41, 42, a group of force sensors 19, servos of hydraulic superchargers 31, 32, 33, 34, a hard stamp servo 22 through an analog-to-digital converter 45, a digital-to-analog converter 49, the RS-485 interface is connected to a computer 47.

3. Процедура проведения испытаний3. Test procedure

3.1. По программе испытаний компьютер подает сигнал на гидравлический нагнетатель 31 и через штуцер 14 в образце грунта создается требуемое обратное давление, которое измеряется датчиком порового давления 17. Используя компьютер 47 и кронштейн 29, устанавливают фотоаппарат 28 на требуемое расстояние от прозрачного окна 13.3.1. According to the test program, the computer sends a signal to the hydraulic supercharger 31 and through the nozzle 14, the required back pressure is created in the soil sample, which is measured by the pore pressure sensor 17. Using the computer 47 and the bracket 29, the camera 28 is installed at the required distance from the transparent window 13.

3.2. По программе испытаний компьютер 47 подает сигналы с заданной частотой на сервоприводы гидравлических нагнетателей 31, 32, 33, 34, которые через штуцеры 12 подают давление жидкости на эластичные оболочки 11 и выполняют обжатие образца грунта. В процессе силового нагружения группой датчиков силы 19 фиксируют контактные напряжения при неподвижном жестком штампе 18.3.2. According to the test program, the computer 47 sends signals with a given frequency to the servos of the hydraulic superchargers 31, 32, 33, 34, which through the fittings 12 supply fluid pressure to the elastic shells 11 and compress the soil sample. In the process of power loading by a group of force sensors 19, contact stresses are fixed with a fixed rigid stamp 18.

3.3. В процессе испытаний по п.3.2, используя цифровой фотоаппарат 28, через прозрачное окно 13 делают снимки на каждой ступени нагружения и известным способом [4] измеряют локальные деформации на верхней грани образца грунта.3.3. In the test process according to claim 3.2, using a digital camera 28, photographs are taken at each loading stage through a transparent window 13 and local deformations on the upper face of the soil sample are measured in a known manner [4].

Этот технический прием для неконтактного измерения деформации в физических моделях представляет собой систему, которая объединяет цифровую фотографию, фотограмметрию и цифровую обработку образов (PIV - particle image velocimetry - измерение скорости по изображениям частиц), что позволяет определять поля деформаций на границе моделей при действии внешней нагрузки.This technique for non-contact measurement of deformation in physical models is a system that combines digital photography, photogrammetry and digital image processing (PIV - particle image velocimetry - measurement of velocity from particle images), which allows you to determine the deformation field at the boundary of models under the action of an external load .

3.4. В процессе испытаний по пп.3.2, 3.3, используя сервопривод 22, смещают жесткий штамп 18 на заданную величину по направлению к грани образца (пассивное состояние) или обратно (активное состояние) и измеряют датчиками силы 19 контактные напряжения на поверхности жесткого штампа.3.4. During the tests according to paragraphs 3.2, 3.3, using a servo drive 22, the hard stamp 18 is displaced by a predetermined amount towards the sample face (passive state) or vice versa (active state) and contact stresses on the surface of the hard stamp are measured by force sensors 19.

3.5. Испытания в цикле по пп.3.2-3.4 проводят до разрушения образца грунта.3.5. Tests in the cycle according to paragraphs 3.2-3.4 are carried out until the destruction of the soil sample.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Данный прибор трехосного сжатия с измерением контактных напряжений промышленно реализуем, обладает расширенными функциональными характеристиками.This triaxial compression device with contact stress measurement is industrially feasible and has advanced functional characteristics.

Использование данного технического решения позволяет проводить исследования механических свойств образцов грунтов при различных граничных условиях и силовом нагружении, что увеличивает точность исследований.The use of this technical solution allows the study of the mechanical properties of soil samples under various boundary conditions and force loading, which increases the accuracy of the studies.

ЛитератураLiterature

1. Патент на изобретение США №3728895 от 24.04.1973. Автор Garrett D.Shaw.1. US patent for invention No. 3728895 from 04.24.1973. Posted by Garrett D.Shaw.

2. Авторское свидетельство СССР на изобретение №700838 от 09.06.1975. Авторы: З.Г.Тер-Мартиросян, Д.М.Ахпателов, Ю.С.Григорьев, В.А.Тищенко.2. USSR author's certificate for the invention No. 700838 of 06/09/1975. Authors: Z.G. Ter-Martirosyan, D.M. Akhpatelov, Yu.S. Grigoriev, V.A. Tishchenko.

3. Патент РФ на изобретение №2418283 от 04.03.2010. Авторы: Болдырев Г.Г., Болдырева Е.Г., Идрисов И.Х., Елатонцев А.И. (прототип).3. RF patent for the invention No. 2418283 of 03/04/2010. Authors: Boldyrev G.G., Boldyreva E.G., Idrisov I.Kh., Elatontsev A.I. (prototype).

4. White D.J., Take W.A., Bolton M.D., Munachen S.E. A deformation measurement system for geotechnical testing based on digital imaging, close-range photogrammetry, and PIV image analysis. 15th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 2001, pp.539-542. (Перевод. Деформационная измерительная система для геотехнических испытаний, основанная на цифровой обработке образов, локальной фотограмметрии и PIV анализе. 15-я Международная конференция по механике грунтов и геотехнической инженерии, 2001, стр.539-542).4. White D.J., Take W.A., Bolton M.D., Munachen S.E. A deformation measurement system for geotechnical testing based on digital imaging, close-range photogrammetry, and PIV image analysis. 15th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 2001, pp. 539-542. (Translation. Deformation measuring system for geotechnical testing, based on digital image processing, local photogrammetry and PIV analysis. 15th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 2001, pp. 539-542).

Claims (3)

1. Прибор трехосного сжатия с измерением контактных напряжений, включающий раму, корпус с основанием, крышкой и боковыми стенками, размещенными в нем рабочей камерой с эластичной оболочкой и камерами давления, связанными с нагрузочными и измерительными приспособлениями, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональности, одна из боковых стенок корпуса выполнена жесткой и подвижной с встроенными датчиками силы, причем перемещение стенки контролируется шаговым двигателем, а подъем образца материала выполняется с использованием подвижной платформы с гидроприводом.1. A triaxial compression device with contact stress measurement, including a frame, a housing with a base, a cover and side walls, housed in it with a working chamber with an elastic shell and pressure chambers associated with load and measuring devices, characterized in that, in order to expand the functionality , one of the side walls of the body is rigid and movable with built-in force sensors, and the wall is controlled by a stepper motor, and the lifting of the material sample is performed using mobile platform with hydraulic drive. 2. Прибор трехосного сжатия с измерением контактных напряжений по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит цифровой фотоаппарат для измерения локальных деформаций, а одна из стенок (крышка) рабочей камеры выполнена прозрачной.2. The triaxial compression device with contact stress measurement according to claim 1, characterized in that it further comprises a digital camera for measuring local deformations, and one of the walls (cover) of the working chamber is made transparent. 3. Прибор трехосного сжатия с измерением контактных напряжений по п.1, отличающийся тем, что управление работой прибора выполняется с использованием измерительной системы с прямой и обратной связью. 3. The triaxial compression device with contact stress measurement according to claim 1, characterized in that the operation of the device is controlled using a measuring system with direct and feedback.
RU2011124966/28A 2011-06-17 2011-06-17 Instrument of triaxial compression with measurement of contact stresses RU2467305C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011124966/28A RU2467305C1 (en) 2011-06-17 2011-06-17 Instrument of triaxial compression with measurement of contact stresses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011124966/28A RU2467305C1 (en) 2011-06-17 2011-06-17 Instrument of triaxial compression with measurement of contact stresses

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2467305C1 true RU2467305C1 (en) 2012-11-20

Family

ID=47323318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011124966/28A RU2467305C1 (en) 2011-06-17 2011-06-17 Instrument of triaxial compression with measurement of contact stresses

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2467305C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106680101A (en) * 2016-12-20 2017-05-17 安徽理工大学 True triaxial rock test rig and temperature control system and temperature control method thereof
CN110082016A (en) * 2019-04-19 2019-08-02 南安市美胤机械科技有限公司 A kind of pressure force test equipment of self-localization-type steel cable channel cover plate
CN110160875A (en) * 2019-04-22 2019-08-23 东北大学 A kind of double-layer concentric loading frame structure suitable for true triaxial test machine
RU226569U1 (en) * 2023-12-29 2024-06-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Equipment for measuring compactability and permeability of preforms

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU891839A1 (en) * 1978-10-06 1981-12-23 Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Гидротехники Им. Б.Е.Веденеева Device for testing cohesive soil
US7191664B2 (en) * 2004-01-13 2007-03-20 Scott Wilson Pavement Engineering Limited Testing of mechanical properties of materials
RU85167U1 (en) * 2009-05-13 2009-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО "НПП "Геотек") THREE-COMPRESSION DEVICE
RU2418283C1 (en) * 2010-03-04 2011-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО "НПП "Геотек") Instrument of triaxial compression

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU891839A1 (en) * 1978-10-06 1981-12-23 Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Гидротехники Им. Б.Е.Веденеева Device for testing cohesive soil
US7191664B2 (en) * 2004-01-13 2007-03-20 Scott Wilson Pavement Engineering Limited Testing of mechanical properties of materials
RU85167U1 (en) * 2009-05-13 2009-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО "НПП "Геотек") THREE-COMPRESSION DEVICE
RU2418283C1 (en) * 2010-03-04 2011-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО "НПП "Геотек") Instrument of triaxial compression

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106680101A (en) * 2016-12-20 2017-05-17 安徽理工大学 True triaxial rock test rig and temperature control system and temperature control method thereof
CN106680101B (en) * 2016-12-20 2019-03-15 安徽理工大学 A kind of true triaxial rock test rig and its temperature control system and temperature control method
CN110082016A (en) * 2019-04-19 2019-08-02 南安市美胤机械科技有限公司 A kind of pressure force test equipment of self-localization-type steel cable channel cover plate
CN110160875A (en) * 2019-04-22 2019-08-23 东北大学 A kind of double-layer concentric loading frame structure suitable for true triaxial test machine
CN110160875B (en) * 2019-04-22 2021-04-02 东北大学 Double-layer concentric loading frame structure suitable for true triaxial testing machine
RU226569U1 (en) * 2023-12-29 2024-06-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Equipment for measuring compactability and permeability of preforms

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110554169A (en) tunnel excavation process simulation test device and method
CN102175533A (en) Ultra-large type geotechnical engineering three-dimensional model test system
Zhou Tunnelling-induced ground displacements in sand
Slangen et al. A flexible wall permeameter for investigating suffusion and suffosion
CN108303065B (en) Micro-amplitude vibration rock-soil dynamic settlement experimental instrument and use method
CN111189756B (en) Broken rock mass-water-power coupling test system
RU2467305C1 (en) Instrument of triaxial compression with measurement of contact stresses
CN201983987U (en) Extra-large geotechnical engineering three-dimensional model test system
CN107907653A (en) It is a kind of to be measured experimental rig and method by soil body distribution of movement caused by load pile foundation
CN110095347B (en) Strain control type unsaturated soil three-axis stretching instrument
CN110208114A (en) It is a kind of for simulating the interface dynamic simple shear test device and method of dynamic contact problem
CN202661333U (en) Volume change continuous monitoring device for triaxial consolidation-shearing test
CN109060504A (en) Soil and structure interface testing machine
Shannon et al. The use of restrained ring test method for soil desiccation studies
RU2418283C1 (en) Instrument of triaxial compression
Hoyos et al. Mechanical testing in unsaturated soils
CN109765109A (en) Soft Soil Layer pile foundation quasi-Pascal effect experimental rig
CN109060565A (en) A kind of small-sized high frequency and low stress width soil dynamic triaxial apparatus
CN102374852B (en) Physical simulation experimental instrument for digitalized basin construction
CN211905359U (en) Dynamic compaction experimental model and test system based on PIV technology
Voyiadjis et al. Preparation of large-size cohesive specimens for calibration chamber testing
CN114279934B (en) Island reef water-rich calcareous sandy soil stratum grouting simulation and permeability test device and method
RU94341U1 (en) THREE COMPRESSION DEVICE
CN110514804A (en) A kind of Seam Mining physical simulation experiment filling device and packing method
CN211401942U (en) Finite cohesive soil active and passive soil pressure model test device behind foundation pit flexible retaining wall

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150618