SU1308701A1 - Система управлени нагрузочным приспособлением в устройстве дл испытани грунта - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к системам управлени  нагрузочным приспособлением в устройстве дл  испытани  грунта до начала строительства при определении сжимаемости грунтов. Позвол ет повысить точность управлени . Содержит нагрузочное приспособление 1, состо щее из штампа 2, гидравлического домкрата 3, опорной балки 4 и насоса 5, датчик 6 перемещени , преобразователь 7 перемещени , блок 8 управлени , электродвигатель 9, датчик 10 давлени , блок 11 регистрации, задатчик 12 временных интервалов, задатчик 13 давлени , преобразователь 14 давлени , э.чсме.; 15 сравнени  и преобразователь 16 напр жени . 3 ил. § (Л оо о оо о Фиг.1

Description

Изобретение относитс  к системам управлени  нагрузочным приспособлением в устройстве дл  испытани  грунта до начала строительства при определении сжимаемости крупнообломочных, песчаных и глинистых грунтов при проведении инженерно- геологических изысканий.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности управлени .

На фиг. 1 представлена функциональна  схема системы управлени ; на фиг. 2 - функциональна  схема задатчика временных интервалов; на фиг. 3 - функциональна  схема задатчика давлени .

Система содержит нагрузочное приспособление 1, состо щее из штампа 2, гидравлического домкрата 3, опорной балки 4 и насоса 5 с маслобаком (не показан), датчик 6 перемещени , преобразователь 7 перемещени , блок 8 управлени , электродвигатель 9, датчик 10 давлени , блок 11 регистрации , задатчик 12 временных интервалов , задатчик 13 давлени , преобразователь 14 давлени , элемент 15 сравнени  давлений и преобразователь 16 напр жени 

Задатчик 12 временных интервалов (фиг. 2) состоит из кварцевого генератора 17, первого делител  18 частоты, второго делител  19 частоты, выход которого  вл етс  первым выходом задатчика 12 временных интервалов, схемы 20 выбора и кнопок 21, установленных на втором делителе 19 частоты, причем выход кварцевого генератора 17,  вл ющийс  вторым выходом задатчика 12, соединен с входом первого делител  18 частоты, первый выход которого  вл етс  третьим выходом за.а,атчика 12, второй, третий и четвертый выходы первого делител  18 частоты подключены соответственно к первому, второму и управл ющему входам схемы 20 выбора, выход которой  вл етс  четвертым выходом задатчика 12, при этом третий выход первого делител  18 частоты подключен также к входу второго делител  19 частоты.

Задатчик 13 давлени  (фиг. 3) состоит из управл емого делител  22 частоты, счетчика 23 импульсов, электронного ключа 24 и кнопок 25 изменени  величины ступени давлени , установленных на делителе 22 частоты , первый вход которого  вл етс  первым входом схемы 13 задани  давлени , а первый вход электронного ключа 24  вл етс  входом схемы 13 задани  давлени .

Схема 20 выбора дл  формировани  выходного сигнала дл  включени  блока 11 регистрации через каждые 15 мин в течение первых 2 ч с момента приложени  каждой ступени нагрузки, а зате.м - через каждый 1 ч.

Управл емый делитель 22 частоты служит дл  формировани  сигнала, измен ющего ступень нагрузки (давлени ) на грунт на 0,25 , 0,5 или 1,0 КГС/СМ-.

10

08701

2

Счетчик 23 импульсов необходим дл  суммировани  всех изменений давлени  на грунт, т. е. дл  задани  необходимого давлени  на грунт.

5 Электронный ключ 24 примен етс  дл  разрешени  или запрещени  прохождени  импульсов с кварцевого генератора 17 на входы управл емого делител  22 частоты и счетчика 23 импульсов.

Кнопки 25 служат дл  задани  величины изменени  ступени давлени .

В качестве датчика 6 перемещени  применен круговой контактный кодовый преобразователь КПЗ-Л с электрическим выходом в виде дес тичного кода, пропорцио15 нального величине линейного перемещени . Преобразователь 7 перемещени  выполнен по схеме преобразовател  дес тичного кода в двоично-дес тичный код. Преобразователь 16 напр жени  предназначен дл  преобразовани  напр жени  посто нного тока в пере20 менное напр жение 220 В с частотой 50 Гц. Блок 8 управлени  предназначен дл  вклю- чени  электродвигател  9 по сигналу рассогласовани , приход щего из элемента 15 сравнени . Датчик 10 давлени  вырабаты25 вает электрические сигналы, пропорциональные измеренному давлению. В качестве блока 11 регистрации применено цифропечата- ющее устройство, состо щее из транскриптора , и электроуправл емой пишущей машинки .

30 Устройство работает следующим образом. Перед началом работы оператор кнопками 21, наход щимис  в задатчике 12 временных интервалов, кнопками (не показаны ). Наход щимис  в преобразователе 14 давлени  и кнопками 25, наход щимис  в

35 задатчике 13 давлени , устанавливает соответствующие данному испытанию временной интервал, через который должна изменитьс  ступень давлени  (4; 6; 8 или 10 ч) и площадь штампа (600; 1000; 2500 или

д„ 5000 см), величину изменени  ступени давлени  на грунт (0,25; 0,5 или 1,0 кгс/см). Например, оператор нажал кнопки, соответствующие 5000 СМ, 1,0 кгс/см- и 6 ч. После этого система считаетс  подготовленной к работе, оператор подклнэчает ее к

45 аккумул торной батарее (не показана) и импульсы с кварцевого генератора 17 задатчика 12 временных интервалов начинают поступать на вход делител  18 частоты задатчика 12 временных интервалов и на первый вход электронного ключа 24 задатчи50 ка 13 давлени . На первом выходе делител  18 по вл ютс  сигналы, несущие информацию о прошедп ем. времени. Эти сигналы поступают на третий вход блока 11 регистрации, но не регистрируютс  им, так как этот блок согласно ГОСТ 12374-77

и программы работы задатчика 12 временных интервалов будет включен дл  работы через 15 мин с момента включени  устройства в работу. Импульсы с кварцево1 о генератора 17 будут до тех пор проходить через электронный ключ 24 на второй вход делител  22 частоты и вход счетчика 23 импульсов , пока на второй вход электронного ключа 24 не поступит с выхода делител  22 запрещающий сигнал. Этот сигнал формируетс  через такое количество поступивших на второй вход делител  22 частоты импульсов , которое равн лось бы заданной величине изменени  ступени давлени , т. е. 1,0 кгс/см. После того, как в делителе 22 сформировалс  на его выходе запрещающий сигнал, в счетчике 23 импульсов останетс  зафиксированной та же информаци  (то же количество импульсов), что и в делителе 22, т. е. на выходе счетчика 23/а значит, и на выходе схемы 13 задани  давлени  имеетс  значение давлени , которое должно быть приложено к грунту в данный момент времени, а именно 1,0 кгс/см . Это заданное значение давлени  поступает на второй вход узла 15 сравнени  давлений.

Датчик 10 давлени  измер ет фактическое давление в домкрате 3 и вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный измеренному давлению, который поступает на вход преобразовател  14 давлени .

Этот преобразователь 14 преобразовывает с помощью дещифратора (не показан) полученный электрический сигнал в кодовый сигнал. Затем с помощью регулируемого делител  (не показан) преобразователь 14 преобразовывает этот кодовый сигнал, несущий информацию о фактическом давлении в домкрате 3, в сигнал, несущий информацию о фактическом давлении на грунт в данный момент времени. Сигнал с выхода преобразовател  14 давлени  поступает на второй вход блока 11 регистрации и на вход элемента 15 сравнени  давлений.

Таким образом, в элементе 15 сравнени  давлений происходит сравнение фактического давлени  на грунт с выхода преобразовател  14 давлени  и заданного давлени  на грунт с выхода задатчика 13 давлени . Так как в данный момент фактическое давление на грунт меньще заданного , то на выходе элемента 15 сравнени  давлений формируетс  сигнал рассогласовани , который поступает на вход блока 8 управлени . После прихода такого сигнала блок 8 управлени  включает электродвигатель 9, который приводит насос 5. Насос 5 начинает подкачивать из маслобака масло в гидродомкрат 3, повыша  тем самым давление в нем. За изменением давлени  в домкрате 3 посто нно следит датчик 10 давлени .

Рабоча  жидкость (масло) в гидродомкрате 3 будет подкачиватьс  до тех пор, пока фактическое давление на грунт не сравниваетс  с заданным.

0

После того, как фактическое и заданное давление на грунт сравн ютс , на выходе эле.мента 15 сравнени  давлений сигнал рассогласовани  не формируетс  и эле- ктродвигатель 9 отключаетс . Под действием приложенного давлени  от гидродомкрата 3 через штамп 2 к грунту последний оседает. Вместе с грунтом перемещаетс  и щтамп. Это перемещение штампа 2 измер етс  датчиком 6 перемещени , который и выдает электрические сигналы, пропорциональные измеренному перемещению щта.мпа 2. Сигналы с выхода датчика 6 перемещени  поступают на вход преобразовател  7 перемещени , который преобразует их в кодовый

5 сигнал и передает на вход блока 11 регистрации . Таким образом, на входах блока 11 регистрации все врем  присутствует посто нно измен ющиес  информаци  о времени , прошедшем с начала приложени  данной ступени нагрузки (давлени ), и переме0 щени х штампа при оседании грунта и информаци  о посто нном фактическом давлении на грунт, приложенном на данной ступени. Через 15 мин на выходы делител  19 частоты датчика 12 временных интер5 валов формируетс  сигнал, который поступает на вход схемы 20 выбора и проходит через нее на преобразователь 16 напр жени , который подает на блок 11 регистрации питаю1ьч-р напр жение. После этого блок 11 регис1(.ации фиксирует на бу0 маге ту информацию, котора  в данный момент присутствует на его входах, а затем оп ть отключаетс . На данной, ступени давлени  далее в течение 6 ч поддерживают посто нным заданное давление и фактическое (равное заданному) и измер ют величи5 ну перемещени  штампа 2 при оседании грунта , причем блок 1 регистрации включаетс  каждые 15 мин в течение первых 2 ч с момента приложени  ступени давлени , а затем - через каждый 1 ч. Через б ч задатчик 12 временных интервалов устанав ливаетс  в нулевое состо ние, а сигнал с первого выхода задатчика 12 поступает на первый вход делител  22 частоты задатчика 13 давлени , сбрасывает его в нулевое состо ние и разрешает изменить ступень дав лени  на грунт. На выходе задатчика 13 по вл етс  новое значение давлени , которое должно быть .приложено к грунту в данный момент времени, а именно 2,0 кгс/см- . За тем в элементе 15 сравнени  давлений происходит сравнение заданного и фактичес0 кого давлений на грунт, вырабатываетс  сигнал рассогласовани , который поступает на вход блока 8 управлени . Блок 8 управлени  включает электродвигатель 9 насоса 5 и происходит подкачка масла из маслобака в домкрат 3 до тех пор, пока задан5 ное и фактическое давление на грунт не сравн ютс . Через 15 мин после изменени  ступени давлени  включаетс  блок 11 регистрации, т. е. повтор етс  тот же самый процесс, что и при первой ступени давлени  (нагрузки) на грунт. Через 6 ч оп ть смен етс  ступень нагрузки и давление,на грунт становитс  равным 3 кгс/см и так далее,до окончани  программы испытаний. После проведени  испытаний при давлении на грунт, равном 5 кгс/см испытани  считаютс  законченными и устройство автоматически отключаетс .

По результатам испытани  грунта, зафиксированным блоком 11 регистрации на бумаге , оценивают сжимаемость грунта, определ   по зависимости осадки грунта от давлени  модуль деформации, который  вл етс  количественной характеристикой сжимаемости .

Применение данной системы позволит повысить достоверность результатов испытаний за счет возможности проведени  их в полевых услови х.

Кроме того, возможность проведени  испытаний грунта в полевых услови х приводит к снижению стоимости строительства вследствие сокращени  сроков изыскательских работ, так как исследовани  грунтов провод тс  в услови х их естественного залегани  и отпадает необходимость в бурении большого числа скважин дл  отбора образ- дов грунта дл  испытаний в лабораторных услови х.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Система управлени  нагрузочным приспособлением в устройстве дл  испытани  грун

   0

   5

   та, содержаща  датчик перемещени , вход которого кинематически св зан с одним из выходов нагрузочного приспособлени , а выход датчика перемещени  соединен с входом преобразовател  перемещени , выход которого соединен с первым входом блока регистрации , блок управлени , выход которого соединен с электродвигателем, который кинематически св зан с входом нагрузочного приспособлени , отличающа с  тем, что, с целью повыщени  точности управлени , она снабжена задатчиком временных интервалов, задатчиком и датчиком давлени , преобразователем давлени , элементом сравнени  и преобразователем напр жени , причем первый выход задатчика временных интервалов подключен к входу преобразовател  напр жени , второй и третий выходы задатчика временных интервалов подключены к соответствующим входам задатчика давлени , выход которого соединен с первым входом элемента сравнени , выход которого подключен к входу блока управлени , другой выход нагрузочного приспособлени  кинематически соединен с входом датчика давлени , выход которого подключен к входу преобразовател  давлени , выход которого подключен к вторым входам элемента сравнени  и блока регистрации, выход преобразовател  напр жени  подключен к третьему входу блока регистрации, четвертый вход которого соединен с выходом задатчика временных интервалов.

   Kf/j.ii

   KSn,i6

   /(i5./J

   К а л. 11

   Vuz..

   П

   25

   23

   А /7.

   15

   1

   //5fA П

   24

   15

   иг.5