SU1462150A1

SU1462150A1 - Loading arrangement of apparatus for testing grounds

Info

Publication number: SU1462150A1
Application number: SU874195677A
Authority: SU
Inventors: Виталий Васильевич Ковтун; Анатолий Афанасьевич Синиченко; Григорий Анатольевич Синиченко
Original assignee: Хмельницкий Институт Бытового Обслуживания
Priority date: 1987-02-18
Filing date: 1987-02-18
Publication date: 1989-02-28

Abstract

Изобретение относитс к исследовани м физико-технических свойств грунтов. Цель изобретени - расширение диапазона исследований и упрощение конструкции устройства. Устрой- ство состоит из гидроцилиндров 1, порпшей 2, снабженных в верхней части подп тниками 3, кольцевых т аговых двигателей 4, опорных стержней 5 и шарнирно опирающейс на них направл ющей 6, выполненной в виде трубы из ферромагнитного материала. Грузова тележка 7 также выполнена в виде трубы 8, внутри которой расположены плоские дисковые катушки 9 и металлические шайбы 10, вл ющиес частью магнитопровода. К тележке 7 подвешен груз 11. При включенных кольцевых шаговых двигател х 4, вращающих пор- шни., соедин ют гидроцилиндры 1 и 12 с помощью кранов 13 и поднимают поршни 2 в верхнее положение путем подачи жидкости в систему нагружени . Дальнейша работа устройства зависит от выбранно го режима испытаний. 1 ил. i (ЛThe invention relates to the study of the physical and technical properties of soils. The purpose of the invention is to expand the range of research and simplify the design of the device. The device consists of hydraulic cylinders 1, pimples 2, fitted with upper plates 3, ring tg motors 4, support rods 5 and a guide 6 pivotally supported on them, made in the form of a pipe made of ferromagnetic material. The trolley 7 is also made in the form of a pipe 8, inside of which there are flat disc coils 9 and metal washers 10, which are part of the magnetic circuit. The load 11 is suspended to the trolley 7. When the ring stepper motors 4 that rotate the pistons are turned on, the hydraulic cylinders 1 and 12 are connected with the help of cranes 13 and lift the pistons 2 to the upper position by supplying fluid to the loading system. Further operation of the device depends on the selected test mode. 1 il. i (L

Description

i Изобретение относится к исследованиям физико-технических свойств грунтов, в частности к приборам для определения прочности и деформируемое- 5 ти грунтов в условиях сложного напряжения состояния,.i The invention relates to studies of the physicotechnical properties of soils, in particular to devices for determining the strength and deformable of 5 soils under conditions of complex stress state.

Цель изобретения - расширение диапазона исследований и упрощение конструкции устройства. ЮThe purpose of the invention is the expansion of the research range and simplification of the design of the device. YU

На йертеже изображена схема нагрузочного устройства,The yertezh shows a diagram of a load device,

Устройство состоит из гидроцилинjnpoB 1, поршней 2, снабженных в верхней части подпятниками 3, кольцевых [шаговых двигателей 4, (например, на чертеже показан типовой индукторный* шаговый двигатель), опорных стержней 5, шарнирно опирающейся на них направляющей 6, вйполненной в виде трубы из ферромагнитного материала₄ коаксиально которой с регулируемой скоростью может перемещаться возвратно-поступательно грузовая тележка 7 шагового электродвигателя. На чертеже ^5 в качестве примера приведена одна •из типовых конструкций коаксиально|rd (трубчатого) линейного двигателя, !в которой направляющая 6 выполнена !в виде трубы из ферромагнитного ма- ^0 [териала, а грузовая тележка 7 выпол-. -йена также в виде трубы 8, внутри ко- . ίторой располагаются перемежающиеся 'между собой, плоские дисковые катушки I 9 и металлические шайбы 10, являющиj еся частью магнитопровода. К тележке .7 подвешен груз 11.The device consists of hydraulic cylinders jnpoB 1, pistons 2 provided with thrust bearings 3 in the upper part, annular [stepper motors 4, (for example, a typical inductor * stepper motor is shown in the drawing), support rods 5, a guide 6 pivotally supported on them, made in the form of a pipe of ferromagnetic material ₄ coaxially with which, at a controlled speed, the reciprocating freight car 7 of the stepper motor can move. In the drawing ^ 5, as an example, one of the typical designs of a coaxially | rd (tubular) linear motor is shown,! In which the guide 6 is made! In the form of a pipe made of ferromagnetic material - ^ 0 [material, and the load trolley 7 is made. -yen also in the form of a pipe 8, inside to-. The second are flat disk coils I 9 alternating between themselves and metal washers 10, which are part of the magnetic circuit. A trolley .7 has a load suspended 11.

Устройство снабжено гидроцилиндрами 12, служащими для заполнения системы жидкостью и регулировки по- 40 ложения поршней 2, а также распределительными кранами 13 и 14. Измерение давления осуществляется манометрами 15, а для замера изменения объема подаваемой жидкости служат волюметры 45 16 любой известной конструкции.The device is equipped with hydraulic cylinders 12, which serve to fill the system with liquid and adjust the position of the pistons 2, as well as distribution valves 13 and 14. Pressure is measured by pressure gauges 15, and volume meters 45 16 of any known design are used to measure the change in the volume of the supplied liquid.

Одну из ветвей 17 нагрузочного устройства подключают к системе создания бокового давления в камере прибора трехосного сжатия, а другую - 50 к системе создания осевого усилия» Нагрузочное устройство работает следующим образом.One of the branches 17 of the load device is connected to the system for creating lateral pressure in the chamber of the triaxial compression device, and the other 50 to the system for creating axial force. The load device works as follows.

Предварительно устройство приводят в начальное положение. Для этого 55 включают кольцевой шаговый двигательPreviously, the device is brought to its initial position. For this 55 include ring stepper motor

4, вращающий поршни 2, с помощью кранов 13 соедйняют гидроципиндры 12 и4, the rotating pistons 2, using cranes 13 connect the hydraulic cylinders 12 and

Г и подают жидкость из цилиндров 12 в цилиндры 1, поднимая при этом поршни 2 в верхнее положение. Дальнейшая работа устройства зависит от режима испытаний. Например, для проведения испытаний при монотонном нагружении и постоянном среднем напряжении, тележку 7 устанавливают на середине направляющей 6 и нагружают гру-о зом 11. В этом положении на каждый из поршней 2 действуют равные усилия, и, следовательно, в обоих цилиндрах 1 возникают одинаковые давления.G and serves the fluid from the cylinders 12 to the cylinders 1, while lifting the pistons 2 in the upper position. Further operation of the device depends on the test mode. For example, for testing under monotonous loading and constant average voltage, the trolley 7 is installed in the middle of the guide 6 and loaded with a load 11. In this position, equal forces act on each of the pistons 2, and therefore the same forces arise in both cylinders 1 pressure.

При подаче тока на обмотки 9 маг- . нитопровода возникает продольная сила, вследствие чего тележка 7 с грузом 11 движется с заданной скоростью вдоль направляющей 6. При этом одно из действующих на поршни 2 усилий увеличивается, другое уменьшается, но их сумма, как сумма реакций однопролетной балки, остается постоянной. Поскольку величины давлений в гидроцилиндрах 1 пропорциональны этим усилиям j сумма бокового и осевого давлений при испытании остается постоян-г ной, а соотношение давлений меняется вплоть до разрушения образца.When applying current to the windings 9 mag. a longitudinal force arises from the nitro line, as a result of which the trolley 7 with the load 11 moves at a given speed along the guide 6. In this case, one of the forces acting on the pistons 2 increases, the other decreases, but their sum, as the sum of the reactions of a single-span beam, remains constant. Since the pressures in the hydraulic cylinders 1 are proportional to these forces j, the sum of the lateral and axial pressures during the test remains constant, and the ratio of pressures changes until the fracture of the sample.

При испытании в режиме уплотнения плавное увеличение среднего напряжения (суммы давлений в цилиндрах 1) производят с помощью жидкости, наливаемой постепенно в сосуд, подвешенный к тележке, ступенчатое - гирями, укладываемыми на подвеску.When tested in the compaction mode, a gradual increase in the average voltage (the sum of the pressures in the cylinders 1) is carried out using liquid poured gradually into a vessel suspended from a trolley, stepwise - with weights placed on the suspension.

Для реализации циклического нагружения, осуществляют возвратно-поступательное перемещение грузовой тележки 7.To implement cyclic loading, a reciprocating movement of the cargo truck 7 is carried out.

Произвольные сложные траектории нагружения можно получить при одновременном (запрограммированном) движении тележки 7 с заданной скоростью и заполнении подвешенного к ней сосуда с жидкостью.Arbitrary complex loading trajectories can be obtained by simultaneous (programmed) movement of the trolley 7 at a given speed and filling the vessel with liquid suspended from it.

В процессе испытаний образец грунта постепенно деформируется, в результате чего меняется объем жидкоети в гидравлических камерах прибора трехосного сжатия. Это вызывает от- , ветные осевые (продольные) перемещения поршней 2 в цилиндрах 1 нагрузочного устройства, компенсирующие указанные изменения объема. Однако перемещение поршней 1 связано с преодолением сил трения по совместным контактным поверхностям поршней 2 й цилиндров 1.During testing, the soil sample is gradually deformed, as a result of which the volume of the fluid in the hydraulic chambers of the triaxial compression device changes. This causes the axial (longitudinal) displacement of the pistons 2 in the cylinders 1 of the load device, compensating for the indicated volume changes. However, the movement of the pistons 1 is associated with overcoming the friction forces along the joint contact surfaces of the pistons of the 2nd cylinder 1.

14621462

Для устранения искажающего влияния сил трения на результаты испытаний предусмотрено вращение поршней 2 в процессе испытаний образцов грунта g в приборе трехосного сжатия. Это значительно повышает достоверность результатов испытаний.To eliminate the distorting effect of friction forces on the test results, rotation of the pistons 2 during testing of soil samples g in a triaxial compression device is provided. This greatly improves the reliability of test results.

Применение изобретения позволяет управлять процессом испытания грун- 10 тов по заданной программе, для чего может быть применена любая известная электронная схема управления шаговыми двигателями (например, применение электронных коммутаторов напряжения). ¹5 Возможно управлять изменением скоростей нагружения по заданной программе, а также задавать программу режима нагружения, особенно важной для испытаний связных грунтов, деформа- 20 ции которых сопровождаются удалением воды из мелких пор, ползучестью скелета и проявлением других реологических свойств. Кроме того, становится возможным проведение испытаний грун- ²⁵тов в режимах циклического и сложного нагружений при различных скоростях нагружения.The application of the invention allows controlling the process of soil testing according to a predetermined program, for which any known electronic control circuit of stepper motors can be applied (for example, the use of electronic voltage switches). ¹ 5 It is possible to control the change in the loading speeds according to a given program, as well as to set the program for the loading regime, which is especially important for testing cohesive soils, deformations of which are accompanied by the removal of water from small pores, creep of the skeleton and the manifestation of other rheological properties. Further, it becomes possible to carry out the test soils on ²⁵ comrade modes cyclic and complex loadings at various loading rates.

Claims

Claim

The loading device of devices for mechanical testing of soils, including hydraulic cylinders with pistons pivotally connected to a guide on which the truck is movably mounted, a piping system and measuring instruments, characterized in that, in order to expand the research range and simplify the design of the device, the pistons of hydraulic cylinders equipped with drives in the form of ring stepper motors and connected to the guide with the possibility of rotation relative to its supporting rods, while ulation formed as a tube of ferromagnetic material on which is coaxially arranged trolley provided with the yoke.