SU1318653A1 - Вибростабилометрическа установка дл испытани крупнообломочных грунтов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области строительства , к испытанию крупнообломочных грунтов на трехосное сжатие при динамических и статических нагрузках в полевых и лабораторных услови х. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности, точности и уменьшение трудоемкости испытаний. Установка содержит рабочую камеру 1 дл  размеш,ени  грунта, образованную жесткими цилиндрическими лепестками 2 с прикрепленными к ним с внутренней стороны упругими пластинами 3, и составной штамп. Верхн   часть штампа 10, в виде диска, имеет выточку, образуюш,ую с гибкой мембраной 12 замкнутую полость, гидравлически св занную с гидропульсатором дл  создани  динамического давлени  на грунт. Нижн   часть штампа 11 выполнена из отдельных разъемных, жестко св занных между собой дисков большего диаметра, чем диск верхней части штампа 10. Штамп шарнирно через виброизол тор 16 св зан с домкратом 17 дл  создани  статического давлени , упертым в платформу 18. Последн   при помоши т г 19 прикреплена к жестким лепесткам 2, которые могут закрепл тьс  в грунте массива анкерами 20. Штамп оснашен датчиками давлений 23, вибрации 27, перемещений 26 и контактных напр жений 31. 2 з. п. ф-лы, 2 ил. i (Л со оо О5 сл со 20

Description

Изобретение относитс  к строительству и может быть использовано дл  испытани  преимущественно крупнообломочных грунтов на трехосное сжатие в полевых и лабораторных услови х.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности, точности и уменьшение трудоемкости испытаний.

На фиг. 1 изображена установка, разрез; на фиг. 2 - рабоча  камера установки , поперечный разрез.

Установка содержит рабочую камеру 1 дл  размещени  грунта, образованную жесткими цилиндрическими лепестками 2 с упругими пластинами 3, прикрепленными к ним с внутренней стороны с помощью верхней 4 и нижней 5, снабженной ножом, обойм. Лепестки 2 св заны между собой по боковой поверхности с помощью приваренных к ним с внешней стороны уголков 6 и болтов 7. Оставшиес  (неприкрепленные) стороны пластин 3 зажаты в местах сопр жени  боковых поверхностей. Лепестки 2 св заны между собой так, что в местах сопр жений от одного элемента попадает выпукла  поверхность, а от другого - вогнута . Таким образом между лепестком 2 и пластиной 3 создаетс  замкнута  камера 8, в которую подают под давлением через штуцера Э жидкость или газ дл  создании бокового давлени  внутри рабочей камеры 1. Все замкнутые камеры гидравлически св заны между собой (не показано).

Составной штамп установлен соосно с рабочей камерой 1 и состоит из верхней 10 и нижней 11. Обе части 10 и 11 составного штампа св заны по торцам с гибкой мембраной 12. К верхней части 10 штампа мембрана 12 прикреплена наружным кольцом 13, к нижней части 11 - внутренним кольцом 14. Оба кольца 13 и 14 прикреплены к своим част м 10 и 11 штампа с помощью винтов. На верхнюю часть 10 штампа соосно монтированы шаровой шарнир 15, виброизол тор 16, выполненный, например, в виде пакета пружин сжати  разной жесткости, домкрат 17 и платформа 18. Носледн   св зана через- т ги 19 с жесткими лепестками 2, которые с помощью анкеров 20 креп тс  к основанию. Верхн   часть 10 составного штампа выполнена с выточкой, образующей совместно с мембраной 12 замкнутую полость 21, котора  гидравлически св зана с манометром 22 и датчиком 23 давлени , а также гидропульсатором , выполненным, например, в виде пульсационной камеры 24 с кулачковым механизмом 25. Нижн   часть 11 составного штампа снабжена датчиком 26 перемещени , датчиком 27 вибрации и электрическим контактным устройством 28 позиционного типа, подвижный элемент 29 которого св зан с верхней частью 10 составного штампа. К нижней части 11 монтированы диски 30,

в нижнем из которых установлены датчики 31 контактных напр жений.

Установка работает следующим образом. В полевых услови х собранное и готовое к работе устройство (фиг. 1) погружают в грунт. Благодар  действию ножей и собственного веса установку внедр ют в грунт. Дл  увеличени  скорости внедрени  возможно удаление лишнего грунта вокруг лепестков 2. После погружени  на необходимый уровень установку заанкери- вают анкерами 20 и через штуцера 9 в закнутые камеры 8 подают под заданным дл  испытаний давлением жидкость или газ. После этого домкратом 17 создают необхо5 димое вертикальное статическое давление, которое измер ют в замкнутой полости 21 с помощью манометра 22 с учетом формулы

,

где Р - вертикальное давление, действующее на грунт;

0q - давление в замкнутой полости составного штампа;

k - посто нный дл  данной нижней части штампа множитель, равный k Siu/So6p,

5 где 5ш и Socp - площади нижней части штампа , соответственно соприкасающейс  с замкнутой полостью и с образцом грунта. Далее в зависимости от программы испытаний возможно приложение либо им0 пульсной нагрузки Римп непосредственно к платформе 18, либо периодической нагрузки. Периодическа  нагрузка создаетс  при передаче кулачковому механизму 25 вращательного движени  с необходимой дл  исследовани  частотой Ц7. Кулачковый меха5 низм 25, обега  шток пульсационной камеры 24, заставл ет поршень колебатьс  и создает тем самым в гидропульсаторе избыточное давление. Это давление передаетс  в замкнутую полость 21, где через гибкую мембрану 12, нижнюю часть 11

0 составного штампа и диски 14 передаетс  на образец испытуемого грунта. Величина динамического давлени  регистрируетс  с помощью датчика 23 давлени , а величины перемещени  и колебаний нижней части 11 штампа измер ютс  с помощью датчиков перемещени  26 и колебани  27. Контактное устройство 28 позиционного типа с подвижным элементом 29, св занным с верхней частью 10 штампа, в случае уменьшени  заранее установленного зазора между част 0 ми 10 и II штампа подает световой или звуковой сигнал. В этом случае необходимо увеличить объем жидкости в замкнутой полости 21, что легко осуществить с помощью, например, маслостанции (не показано).

5 Форма периодического давлени , создаваема  гидропульсатором, зависит от формы кулачкового механизма 25. В случае использовани  кулачкового механизма 25 в ви5

де круга, вращающегос  эксцентрично, имеем гармонические колебани  давлени . Датчики 31 регистрируют контактные напр жени  в образце грунта.

При проведении испытаний в лабораторных услови х устанавливают предлагаемую установку на ровной гладкой поверхности и закрепл ют ее с помощью анкеров 20. Заполн ют рабочую ка,меру 1 испытуемым крупнообломочным грунтом. Монтируют со- осно с рабочей камерой 1 части 10 и 11 составного штампа, щаровой щарнир 15, виброизол тор 16, домкрат 17 и платформу 18 с т гами 19, св занными с жесткими лепестками 2. После этого устройство готово к работе. Далее все операции выполн ют аналогично полевым испытани м.

При необходимости проведени  испытаний крупнообломочного грунта другой фракции переход т к другому диаметру рабочей камеры установки, что легко осуществл ют благодар  наличию болтовых соединений дисков с нижней частью щтампа и возможности перемещени  т г вдоль платформы .

Использование установки дл  любых видов крупнообломочных грунтов обеспечиваетс  возможностью варьировани  количеством отдельных элементов лепестков с упругими пластинами и размеров дисков нижней части штампа в зависимости от размеров фракций грунта. Чем больше диаметр рабочей камеры установки, тем больше размер допустимой фракции испытуемого грунта. Ориентировочное количество элементов лепестков и диаметр штампа определ ют по следующим формулам:

N1 С1Ф.

д ,

D ,

где N - количество отдельных элементов лепестков с упругими пластинами; dФp- размер фракции испытуемого грунта;

А - внутренний размер одного жесткого лепестка; D - диаметр штампа. Пользу сь этими формулами дл  конкретного вида грунта, всегда можно подобрать количество элементов лепестков и необходимый диаметр штампа, исход  из минимального допустимого объема, а это, в

свою очередь, уменьшает трудоемкость выполнени  испытаний и повышает производительность работ.

Claims (3)

1. 5Формула изобретени 

   . Вибростабилометрическа  установка дл  испытани  крупнообломочных грунтов, включающа  рабочую камеру дл  размеQ щени  грунта, образованную жесткими цилиндрическими лепестками с прикрепленными к ним с внутренней стороны упругими пластинами, штамп с гибкой мембраной, установленный соосно с рабочей камерой со стороны ее свободного торца, приспособле15 ни  дл  создани  статического и динамического давлени  и датчик давлени , от- личающа с  тем, что, с целью повышени  надежности, точности и уменьшени  трудоемкости испытаний, установка снабжена платформой с т гами, виброизол тором,

   0 рабоча  камера - анкерами, а штамп - датчиками перемещений, вибраций и контактных напр жений, при этом приспособление дл  создани  статического давлени  выполнено в виде домкрата, приспособление

   5 дл  создани  динамического давлени  - в виде гидропульсатора, а штамп выполнен составным из двух частей, разделенных гибкой мембраной, верхн   из которых, в виде диска, имеет выточку, образующую с гибкой мембраной замкнутую полость, гид0 равлически св занную с гидропульсатором и датчиком давлени , причем штамп со стороны его верхней части шарнирно через виброизол тор св зан с домкратом, упертым в платформу, при помощи т г прикрепленную к жестким лепесткам рабочей камеры,

   5 а датчики перемещений и вибраций размещены на нижней части штампа.
2. 2.Установка по п. 1, отличающа с  тем, что нижн   часть штампа выполнена из отдельных разъемных жестко св занных между собой дисков большего диаметра, чем диск

   0 верхней части штампа, причем в нижний диск вмонтированы датчики контактных напр жений.
3. 3.Установка по п. 1, отличающа с  тем, что гибка  мембрана прикреплена к

   5 верхней и нижней част м штампа по их торцам с помощью соответственно наружного и внутреннего колец.

   Фиг. 2