SU1709015A1

SU1709015A1 - Device for testing soil strength

Info

Publication number: SU1709015A1
Application number: SU894752738A
Authority: SU
Inventors: Евгений Николаевич Хрусталев
Original assignee: Тверской политехнический институт
Priority date: 1989-10-25
Filing date: 1989-10-25
Publication date: 1992-01-30

Abstract

Изобретение относитс к области инженерно-геологических изысканий и может быть использовано дл лабораторного определени прочностных характеристик грунтов при поступательном срезе. Цель изобретени -упрощение конструкции и повышение удобства испытаний. Устройство содержит установленный на основании лоток с грунтом, в котором размещен подвижный штамп 13 с грунтозацепами, взаимодействующие через т гу, втулку, приводные шестерни с механизмом сдвигающей нагрузки в виде рамы с двум зубчатыми ригел ми и угломерной шкалой, выполненной в виде дуги 1/4 окружности с центром в плоскости среза и консольно закрепленной на основании. Т га выполнена в виде винтового домкрата со стрелкой на уровне угломерной шкалы с пружиной и динамометром сжати . Дл повышени точности измерени лоток установлен на регулировочных винтах 2. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.The invention relates to the field of engineering and geological surveys and can be used for laboratory determination of the strength characteristics of soils during translational cutting. The purpose of the invention is to simplify the design and improve the convenience of testing. The device contains a soil tray mounted on the base, in which a movable stamp 13 with grousers, interacting through the cable, sleeve, drive gears with a shear load mechanism in the form of a frame with two gear bars and an angular scale, made in the form of an arc 1/4 circles centered on the plane of the slice and cantilever fixed on the base. T ha is made in the form of a screw jack with an arrow at the level of the goniometric scale with a spring and a compression dynamometer. To improve the measurement accuracy, the tray is mounted on adjustment screws 2. 3 Cp f-ly, 2 ill.

Description

Изобретение относитс к инженерногеологическим изыскани м в цел х строительства , конкретно к устройствам дл лабораторного определени прочностных характеристик грунтов при поступательном срезе.The invention relates to engineering and geological surveys for the purpose of construction, specifically to devices for laboratory determination of the strength characteristics of soils during translational cutting.

Цель изобретени - упрощение устройства и повышение удобства испытаний.The purpose of the invention is to simplify the device and improve the convenience of testing.

На фиг. 1 изображено устройство, рб щий вид: на фиг.2 - проекци устройства слева.FIG. Figure 1 shows a device that looks like: Figure 2 is a projection of the device to the left.

Устройство содержит основание 1 в виде плоского стола с регулировочными винтами 2 и установленным на них лотком 3 с грунтом 4. На основании 1 консольно закреплена рама 5 с двум зубчатыми ригел ми 6 и угломерной шкалой 7. выполненной в виде дуги на 1 /4 окружности радиусом R с центром в плоскости среза грунта. Зубчатые ригели 6 взаимодействуют с приводными шестерн ми 8. жестко св занными с маховиками 9 и соосно установленными на валах 10 втулки 11. Втулка 11 подвижно установлена в прорези 12 между зубчатыми ригел ми 6. В плоскости среза на поверхности грунта в лотке 3 установлен подвижный штамп 13, шарнирно св :занный с т гой 14 винтового домкрата, оснащенного стрелкой 15 на уровне угломерной шкалы 1 и выполненного в виде резьбового стержн , установленного с возможностью продольного перемещени в полости втулки 11 и св занного со свободного конца резьбой с маховиком 16. Между втулкой 11 и маховиком 16 на резьбовом стержне соосно установлена пружина 17 и динамометр 18 сжати . При зтом т га 14 жестко св зана со скобой 19, охватывающей подвижный штамп 13 и шарнирно св занной с ним посредством подшипников 20 качени на ос х 21 в плоскости среза. Оси 21 совпадают с центром окружности радиуса R рамы 5. Подвижный штампThe device contains a base 1 in the form of a flat table with adjusting screws 2 and a tray 3 mounted on them with a ground 4. On the base 1 a frame 5 is fixed with a cantilever with two toothed crossbars 6 and an angular scale 7. made as an arc 1/4 of a circle with a radius R centered on the ground plane. Gear bolts 6 interact with drive gears 8. rigidly connected with flywheels 9 and coaxially mounted on shafts 10 of sleeve 11. Sleeve 11 is movably mounted in slot 12 between toothed bolts 6. A movable die is mounted in the cut plane on the ground surface in tray 3 13 pivotally connected to the thrust 14 of the screw jack, equipped with an arrow 15 at the level of the goniometric scale 1 and made in the form of a threaded rod mounted with the possibility of longitudinal movement in the cavity of the sleeve 11 and connected with the free end of the screw second flywheel 16. Between the hub 11 and flywheel 16 on a threaded rod coaxially mounted spring 17 and the compression load cell 18. In this case, the ha 14 is rigidly connected to the clamp 19, which encloses the movable die 13 and is hinged to it by means of rolling bearings 20 on axles 21 in the plane of the slice. Axis 21 coincides with the center of a circle of radius R of frame 5. Movable stamp

13 оснащен грунтозацепами 22. Рама 5 с зубчатыми ригел ми 6 и приводными шестерн ми 8, т га 14 с винтовым домкратом и подвижным штампом 13с грунтозацепами 22 образуют механизм сдвигающей нагрузки . Механизм создани нормальной к плоскости среза силы выполнен в оиде опоры 23 с шариковым сепаратором 24, св занной через штанги 25 с перемычкой13 is equipped with lugs 22. A frame 5 with toothed bolts 6 and driven gears 8, t ha 14 with a screw jack and a movable punch 13 with the lugs 22 form a shear loading mechanism. The mechanism for creating a force normal to the shear plane is made in the form of a support 23 with a ball separator 24 connected through rods 25 with a bridge.

26,оснащенной гибким тросиком 27, перекинутым через блок 28 секторного рычага 29 с подведенным на нем тарированным грузом 30. Шариковый сепаратор 24 установлен в продольных направл ющих опоры 23 и штампа 13. Штанги 25 свободно установлены в сквозных отверсти х основани 1. Измерительные приспособлени представл ют собой деформометр 31 контрол деформаций среза И измеритель 32 осадки подвижного mtaMna 13, установленные соответственно на лотке 3 и консоли 33 рамы 5 и упирающиес индикаторными ножками в торец подвижного штампа 13 и по центру опоры 23. Опора 23 оснащена уровнемером (не показан).26, equipped with a flexible cable 27, thrown over the block 28 of the sector lever 29 with the tared weight 30 applied thereto. The ball separator 24 is installed in the longitudinal guide supports 23 and the stamp 13. The rods 25 are freely installed in the through-holes of the base 1. Measuring devices are presented They are a deformometer 31 for monitoring deformations of the slice And a gauge 32 precipitates of the movable mtaMna 13 installed on the tray 3 and the console 33 of the frame 5 respectively and rested by the indicator legs on the end of the movable die 13 and in the center of the support 23. 23 is equipped with a level gauge (not shown).

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Перед испытанием устанавливают горизонтально по уровнемеру основание 1. В лоток 3 помещают подготовленный образец грунта 4. По центру образца грунта 4 устанавливают штамп 13 до полного внедрени в грунт грунтозацепов 22. На продольные направл ющие подвижного штампа 13 устанавливают шариковый сепаратор 24, на который накладывают направл ющими упор 23. Перемычку 26 соедин ют с тросикомBefore testing, set the base 1 horizontally on the level gauge. Place the prepared soil sample 4 in the tray 3. Stamp 13 is installed in the center of the soil sample 4 until the ground lugs 22 are fully inserted into the soil. 22 A ball separator 24 is placed on the longitudinal guides of the movable punch 13 stop 23. Jumper 26 is connected to the cable

27.Винтовой домкрат с т гой 14 устанавливают в вертикальное положение вращением маховиков 9 с приводными шестерн ми 8 и перемещением последних по зубчатым ригел м 6 рамы 5 путам контрол перемещени стрелки 15 т ги 14 относительно угломерной шкалы 7 рамы 5.27. The screw jack with a thrust 14 is installed in a vertical position by rotating the flywheels 9 with the driving gears 8 and moving the latter along the gear frames 6 of the frame 5 to control the movement of the arrow of 15 tons 14 relative to the goniometric scale 7 of the frame 5.

Вывешенный контргрузом секторный рычаг 29 нагружают тарированным грузом 30, соответствующим первой ступени нормально уплотн ющего грунт 4 усили Pi. Деформометр 31 и 32 устанавливают на нулевые отметки при контакте их индикаторных ножек соответственно с подвижным штампом 13 и опорой 23. Грунт 4 выдерживают под нагрузкой Pi до стабилизации осадки под подвижным штампом 13. Винтовым домкратом на подвижный штамп 13 создают разгружающую вертикальную нагрузку Ti -1/3 PI путем вращени маховика 16 и сжати пружины 17 через динамометр 18 сжати . Плоскость среза грунта 4 грунтозацепами 22 штампа 13 путемThe sector lever 29 hung with a counterweight is loaded with a calibrated load 30, corresponding to the first stage of normally compacting soil 4 of force Pi. The deformometer 31 and 32 are set to zero marks when the indicator feet contact, respectively, with the movable die 13 and the support 23. Soil 4 is kept under load Pi until the draft stabilizes under the movable die 13. The screw load on the movable die 13 creates a vertical load Ti -1 / 3 PI by rotating the flywheel 16 and compressing the spring 17 through a compression dynamometer 18. Cutting plane 4 grouser 22 punch 13 by

вращени регулировочных винтов 2 устанавливают по измерителю 32 на уровень, совпадающий с центром радиуса R ригелей 6 рамы 5, и горизонтируют по уровнемеруrotation adjustment screws 2 set on the meter 32 to the level coinciding with the center of the radius R of the crossbars 6 of the frame 5, and level by gauge

(не показан) на опоре 23.(not shown) on the support 23.

Вращением маховиков 9 производ т поворот т ги 14 и скобы 19 механизма сдвигающей нагрузки от вертикали по дуге окружности радиусом R до момента изменени показанийThe rotation of the flywheels 9 rotates the g-14 and the bracket 19 of the mechanism for shifting the load from the vertical along an arc of a circle of radius R until the readings change

деформометра 31, свидетельствующих о производстве сдвига грунта подвижным штампом 13. Регистрируют угол р поворота т ги 14 по стрелке 15 относительно угломерной шкалы 7 ригелей 6 рамы 5 в моментdeformometer 31, indicating the production of soil shear by moving the stamp 13. Record the angle p of rotation 14 of the arrow 14 on the arrow 15 relative to the angular scale 7 crossbars 6 of the frame 5 at the moment

среза грунта и определйют сдвигающее усилие Т. sin .cut the soil and determine the shear force of T. sin.

Аналогичным образом опыты повтор ют трехкратно при переподготовке поверхности среза грунта 4 или путем поочередной замены образцов-близнецов грунта в лотке 3, при этом срез грунта производ т соответственно при каждом последующем опыте после предварительного уплотнени егоSimilarly, the experiments are repeated three times when retraining the surface of the soil slice 4 or by alternately replacing the twin samples of the soil in tray 3, while the soil slice is performed, respectively, for each subsequent experience after pre-compaction

нормально сжимающей нагрузкой , , срезающим усилием T2sin (pi и Tosin , где Т2 «1/3 Р2. Тз 1/3 РЗ. По данным опытов стро т график зависимости Кулона, на котором нормальное давлениеnormal compressive load, cutting force T2sin (pi and Tosin, where T2 "1/3 P2. Tz 1/3 RH. According to the data of experiments, the Coulomb dependence is plotted on which the normal pressure

Р| - Т| cos у)| R | - T | cos y) |

соответствует сопротивТ| sin corresponds to resistance | sin

лению грунта срезу т Д® the soil can be cut off

площадь опорной поверхности подвижного штампа 13, и определ ют параметры прочности грунта - его угол внутреннего трени и удельное сцепление.the area of the bearing surface of the rolling punch 13, and the parameters of the strength of the soil — its internal friction angle and specific grip — are determined.

Claims

1. Device for researching the strength properties of the soil, including a mobile stamp with grouser and a tray for the soil, placed on the base, a shear load mechanism in the form of a frame with

two toothed bolts connected with movable gears and a pull set in the slot of the frame between the beams and pivotally connected by means of a clamp with a movable die in the plane

The slice, the mechanism for creating a force normal to the plane of the slice, and measuring devices, characterized in that, in order to simplify the design and increase the convenience of testing, the frame

is made in the form of an arc 1/4 of a circle with the center in the plane of the slice and cantilever-mounted on the base, and the tractor is made in the form of a jack with a spring and a compression dynamometer.

2. Device no. 1, characterized in that the frame is made with an angular scale, and the jack - with an arrow at the level of the scale.

3. The device according to PP. 1 and 2, it differs from 5 so that, in order to increase the accuracy of measurements, the tray is equipped with adjusting screws.

4. The device according to PP. 1 and 3, that is, in that it is equipped with a stamp precipitation gauge.

1