SU1481683A1

SU1481683A1 - Device for investigating pheologic properties of soils

Info

Publication number: SU1481683A1
Application number: SU874243053A
Authority: SU
Inventors: Владимир Николаевич Бронин; Ярослав Владимирович Неизвестнов; Андрей Александрович Ананьев
Original assignee: Ленинградский инженерно-строительный институт; Всесоюзный научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов мирового океана
Priority date: 1987-05-13
Filing date: 1987-05-13
Publication date: 1989-05-23

Abstract

Изобретение относитс к области строительства ,в частности, к исследовани м свойств грунтов при геоизыскани х. Цель изобретени - повышение точности определени реологических характеристик грунта, расширение диапазона исследований и снижение трудоемкости исследований. Цель достигаетс тем, что прибор дл определени реологических свойств грунтов, состо щий из станины 1, на которой установлена рабоча камера 2 с грунтом, снабжаетс дополнительными рифлеными пластинами 5 с датчиками усилий и приводом от системы зубчатых передач. В ортогональной к пластинам 5 плоскости установлены устройства дл измерени толщины пограничного сло , выполненные в виде тензопластин 18, установленных с зазором между собой на ригел х Г-образных рам 17. Кроме того, передн стенка рабочей камеры снабжена вертикальными створками с компенсирующими боковое давление грузами. При включении привода рифленых пластин 5 они перемещаютс с различной скоростью, а створки приоткрываютс , выпуска грунт вместе с пластинами. Измер ют усили прот жки и толщину пограничного сло , по которым определ ют реологические характеристики грунта. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.The invention relates to the field of construction, in particular, to the study of the properties of soils during geological surveys. The purpose of the invention is to improve the accuracy of determining the rheological characteristics of the soil, expanding the range of research and reducing the complexity of research. The goal is achieved by the fact that the device for determining the rheological properties of soils, consisting of a bed 1, on which the working chamber 2 is installed with soil, is supplied with additional corrugated plates 5 with force sensors and a drive from a gear system. In the plane orthogonal to the plates 5, devices are installed for measuring the thickness of the boundary layer, made in the form of tensoplates 18, installed with a gap between them on the crossbars of the L-shaped frames 17. In addition, the front wall of the working chamber is equipped with vertical shutters with weights that compensate for lateral pressure. When the drive of the corrugated plates 5 is turned on, they move at different speeds, and the flaps open slightly, releasing the ground along with the plates. Stretching forces and the thickness of the boundary layer, which determine the rheological characteristics of the soil, are measured. 1 hp f-ly, 5 ill.

Description

1one

Изобретение относитс к строительтву , в частности к исследовани м свойств грунтов при геоизыскани х.The invention relates to construction, in particular to studies of the properties of soils during geological surveys.

Цель изобретени - повышение точности определени реологических характеристик грунта, расширение диапазона исследований и снижение трудоемкости исследований.The purpose of the invention is to improve the accuracy of determining the rheological characteristics of the soil, expanding the range of research and reducing the complexity of research.

На фиг.1 показан прибор,вид сбоку; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2, рабоча камера; на фиг.4 - разрез В-В на Лиг.2; на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.2.Figure 1 shows the device, side view; figure 2 - section aa in figure 1; on fig.Z - section bb in figure 2, the working chamber; figure 4 - section bb In Lig.2; figure 5 - section GG in figure 2.

Прибор состоит из станины 1, на которой установлена рабоча камера 2 заполненна грунтом 3, с крышкой 4 и рифлеными пластинами 5, которые соединены с датчиками 6 усилий и перемещаютс в продольных направл ющих опорах 7 при помощи т говых тросов 8, соединенных со шкивами 9. Последние расположены на ведомых валах 10 и стопор тс при помощи фиксаторов 11. Ведомые валы 10 посредством системы 12 зубчатых передач соединены с ведущим валом 13, который приводитс в движение электродвигателем J4. Валы 10 и 13 установлены на опорах 15. The device consists of a bed 1, on which the working chamber 2 is filled with soil 3, with a cover 4 and corrugated plates 5, which are connected to force sensors 6 and are moved in longitudinal guide supports 7 by means of pull cables 8 connected to pulleys 9. The latter are located on the driven shafts 10 and the vehicle stopper using clamps 11. The driven shafts 10 are connected via a system of 12 gears with a drive shaft 13, which is driven by a motor J4. The shafts 10 and 13 are installed on the supports 15.

Внутри рабочей камеры 2 перед боковыми поверхност ми пластин 5 смонтированы устройства дл измерени толщины пограничного сло , выполненные в виде Г-образной рамы с тензо- метрическими пластинами. Стойка рамы 16 жестко закреплена на днище рабочей камеры 2. Ригель рамы 17 установлен перпендикул рно к боковой поверхности рифленой пластины 5. Тензо метрические пластины выполнены в виде пр моугольных упругих пластин 18 с установленными на них тензометри- ческими датчиками 19 перемещени . Пластины 18 консольно закреплены на ригеле 17 с зазором между ними, при этом плоскости наибольшей жесткости пластин 18 перпендикул рны направлению движени рифленой пластины 5. Измерительные устройства толщины пограничного сло установлены р дом с пластинами 5 так, что пластины 18 наход тс на разных рассто ни х от боковых поверхностей пластин 5.Inside the working chamber 2, in front of the side surfaces of the plates 5, devices for measuring the thickness of the boundary layer, made in the form of an L-shaped frame with strain-gauge plates, are mounted. The frame stand 16 is rigidly fixed to the bottom of the working chamber 2. The frame bolt 17 is installed perpendicular to the lateral surface of the corrugated plate 5. The tensometric plates are made in the form of rectangular elastic plates 18 with displacement strain gauges 19 mounted on them. The plates 18 are cantilevered on the bolt 17 with a gap between them, and the planes of greatest rigidity of the plates 18 are perpendicular to the direction of movement of the corrugated plate 5. The measuring devices of the boundary layer thickness are installed adjacent to the plates 5 so that the plates 18 are at different distances from the side surfaces of the plates 5.

Рабоча камера 2 в местах выхода рифленых пластин 5 снабжена раскрывающимис в стороны створками 20, посаженными на шарниры 21. На каждоThe working chamber 2, at the exit points of the corrugated plates 5, is provided with flaps 20 opening up to the sides, mounted on hinges 21. For each

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

створке 20 установлена вертикальна рейка 22, котора посредством троса 23, проход щего через блок 24 на стойке 25, соединена с компенсирующим боковое давление грузом 26. Стойка 25 установлена на продольной направл ющей опоре 7.The flap 20 is fitted with a vertical rail 22, which is connected via a cable 23 passing through block 24 on a rack 25 to a weight-compensating weight 26. A rack 25 is mounted on a longitudinal guide support 7.

Тензометрические датчики 19 перемещени подключены к измерительной и регистрирующей аппаратуре 27.Strain gauges 19 displacement connected to the measuring and recording equipment 27.

Прибор работает следующим образом .The device works as follows.

Станина 1 прибора устанавливаетс в горизонтальное положение. Створки 20 на шарнирах 21 рабочей камеры 2 закрываютс и фиксируютс от поворота грузами 26 (величина которых может быть найдена при тарировке) при помощи вертикальных реек 22, тросов 23, блоков 24 и стоек 25. Через пазы в боковой стенке и через прорези в створках 20 рабочей камеры 2 рифленые пластины 5 устанавливаютс в направл ющие опоры 7. На передние торцы пластины 5 устанавливаютс датчики 6 усилий, которые при помощи т говых тросов 8 соедин ютс со шкивами 9 приводного механизма, фиксаторами 11 закрепленными на ведомом валу 10. В рабочую камеру 2 по обеим сторонам от пластин 5 равномерно укладываетс исследуемый грунт 3. Рабоча камера 2 закрываетс крышкой 4,The base 1 of the device is installed in a horizontal position. The flaps 20 on the hinges 21 of the working chamber 2 are closed and fixed against rotation by weights 26 (the value of which can be found during calibration) with the help of vertical slats 22, cables 23, blocks 24 and pillars 25. Through slots in the side wall and through slots in the flaps 20 The working chamber 2 corrugated plates 5 are installed in guide supports 7. Force sensors 6 are mounted on the front ends of the plate 5, which are connected to the drive mechanism pulleys 9 by means of pull rods 8 fixed to the driven shaft 10 by means of pull cables 8.on both sides of the plate 5 is laid evenly analyzed primer 3. The working chamber 2 is closed by a cover 4,

Деформируемый слой грунта (погра- ничный слой) фиксируетс при помощи измерительных устройств, которые работают следующим образом.The deformable soil layer (boundary layer) is fixed by means of measuring devices, which operate as follows.

Слои грунта, движущиес с различными скорост ми в зоне пограничного сло , возникающие при сдвиге рифленой пластины 5 в грунте 3, изгибают пластины 18 на ригеле 17. Это приводит к изменению омических сопротивлений в тензометрических датчиках 19 перемещений и силы тока в цепи, котора измер етс и регистрируетс агрегатом 27.Ground layers moving at different speeds in the boundary layer zone that occur when shear corrugated plate 5 in ground 3 bend plates 18 on crossbar 17. This leads to a change in ohmic resistances in strain gauges 19 displacements and current in the circuit, which is measured and is registered by unit 27.

Затем включаетс электродвигатель 14, который через ведущий вал 13 на опорах 15, систему 12 зубчатых передач , ведомые валы 10, шкивы 9, трос 8 приводит в движение с различными скорост ми по направл ющим опорам 7 рифленые пластины 5. При перемещении в грунте 3 рифленых-пластин 5 створки 20 приоткрываютс , не преп тству развитию однородного напр женного состо ни грунта. Тензоэлемент 6 изме31Then, an electric motor 14 is turned on, which through the drive shaft 13 on the supports 15, the system 12 gears, the driven shafts 10, the pulleys 9, the cable 8 drives at different speeds along the guide supports 7 the corrugated plates 5. When moving in the ground 3 corrugated - Plate 5, leaflets 20 are slightly opened, not preventing the development of a uniform stressed state of the ground. Tenzoelement 6 changes31

р ет усилие в тросе 8, а измерительные устройства толщины пограничного сло - величины скоростей потока грунта 3 в пограничном слое.The force in the cable 8 is applied, and the measuring devices of the boundary layer thickness are the values of the soil flow rates 3 in the boundary layer.

Все потенциометрические датчики 19 перемещений подключены к агрегату 27 сбора данных, который преобразует в цифровой код и записывает на компакт-кассету сигналы первичных преобразователей.All potentiometric displacement sensors 19 are connected to a data acquisition unit 27, which converts into a digital code and records the signals of the primary converters on a compact cassette.

Преимущества предлагаемого прибора дл определени реологических свойств грунтов перед известным заключаютс в том, что при использовании его в практике инженерно-геологических изысканий можно с большей точностью определить величины реологичеких свойств океанских грунтов (J The advantages of the proposed device for determining the rheological properties of soils over the known ones are that by using it in the practice of engineering-geological surveys it is possible to more accurately determine the values of the rheological properties of ocean soils (J

коэффициент в зкости, С0 - предел текучести ) , а также расширить диапазон исследовани этих грунтов (дополнительно определ етс 8 - толщина погрничного сло грунта) и снизить трудоемкость испытаний.viscosity coefficient, C0 - yield strength), and also expand the range of study of these soils (8 is additionally determined - the thickness of the soil base layer) and reduce the labor intensity of the tests.

Наличие в рабочей камере прибора нескольких рифленых пластин, перемещение которых осуществл етс при помщи приводного механизма, имеющего систему зубчатых передач, с различными скорост ми, позвол ет на одном образце грунта ненарушенного сложени определ ть реологические параметры, что снижает трудоемкость испытаний.The presence in the working chamber of the device of several corrugated plates, which are moved with the help of a drive mechanism having a gear system with different speeds, allows rheological parameters to be determined on the same soil sample of undisturbed folding, which reduces the laboriousness of the tests.

Конструкци стенки рабочей камеры в виде раскрывающихс створок с компен- сирующим грузом не преп тствует распространению однородного напр женноThe construction of the working chamber wall in the form of opening flaps with a compensating load does not prevent the spread of uniform stress.

деформированного состо ни грунта при сдвиге рифленых пластин. Это также повышает точность определени реологических параметров.the deformed state of the soil when shear corrugated plates. It also improves the accuracy of determination of rheological parameters.

Claims

1. A device for studying the rheological properties of soils, containing a working chamber for placing the soil with a corrugated plate, driving its movement with a cable and force sensor during movement, characterized in that, in order to improve the accuracy of determining the rheological characteristics of the soil, it is equipped with measurements of the thickness of the boundary layer, made in the form of L-shaped frames, on the crossbar of which strain gauge plates of the same length and rigidity are mounted, while the strain gauge plates are fixedly fixed The frames on the beams have gaps in the plane perpendicular to the axis of the corrugated plate, and the front wall of the working chamber is made with hinged flaps equipped with side pressure compensators.

2. The device according to claim 1, characterized in that, in order to expand the range and reduce the complexity of research, it is equipped with additional corrugated plates with devices for measuring the thickness of the boundary layer and driven from a common shaft through gear pairs with a different gear ratio of gears,

22 23 2 4

21 p / / /.

fuyo.1

1 p 109 in i.1 p z g

h

P

7 /

J 21

5 Fig.b

r-r

fffrrf rfffsfrjrfsrfffffffr srfrrrffrr f rffr r f f f

Editor A. Kozoriz

FIG. five

Compiled by L.R. bchenkov

Tehred YdDidzhKorrektor E. Lonchakova

20