Claims (2)
Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс устрой- ство дл определени прочностных и деформационных характеристик грунта, содержащее кольцевую грунтоприемную камеру с наружной эластичной оболочкой и штампами, нагрузочное, сдвигающее и измерительные приспособлени 2. Известное устройство из-эа неравн . мерного развити боковых деформаций по высоте образца, что обусловлено сжимаемостью воды в рабочей камере и трением торцов;образца о поверхность верхнего и ни него ребристых пористы Ь4тампов, также не обеспечивает доста точно высокой точности определени прочностных и деформационных характе ристик грунтов . Невелик и диапазон применени известного устройства. Так как оно не позвол ет измер ть величины бокового и порогового давлений, а также дефор маций сдвига в нескольких уровн х по высоте образца, исключаетс возмсжность исследовани в известном устро стве анизотропных и различных по высоте образцов грунта, а также проведение в нем испытаний, моделирующих нестационарное напр женно-деформ рованное состо ние грунтовых массиВОВ f например оползневых склонов при переманном режиме грунтовых вод. Цель изобретени - повышение точности исследований и расширение функ циональных возможностей. Цель достигаетс тем, что устройство дл определени прочностных и деформационных характеристик грунта, содержащее кольцевую грунтоприемную камеру с наружной эластичной оболочкой и штампами, нагрузочное, сдвигаю щее и измерительные приспособлени , снабжено кольцами с гидравлическими камерами, кольцами с радиальными каналами , дисками и низкомодульными прокладками, при этом кольца с гидра лическими камерами и кольца с радиал ными каналами установлены в пор дке чередовани на наружной эластичной оболочке, а диски размещены в полост грунтоприемной камвры попарно с НИЗК МОДУЛЬНЫМИ прокладками между ними. На фиг. 1 показано устройство., вертикальный разрез,; на фиг. 2 - то же, горизонтальный разрез. . Устройство содержит основание 1, креп щуюс в нем прижимным кольцом 2 наружную эластичную oбoлo кy 3, в которую помещаетс полый цилиндрический образец грунта 4, устанавливаемый на нижний ребристый пористый щтамп 5 Внутренн полость образца грунта 4 заполенна покрытыми тонким слоем густого машинного масла цилиндрическими элементами 6, каждый из которых соетоит из двух жестких дисков 7 с низко модульной прокладкой 8 между ними. На наружную эластичную оболочку 3 устанавливаютс с зазором между собой кольца 9 с гидравлическими камерами 10 и бескамерные кольца II с проточ ками 12 по наружным цилиндрическим поверхност м с прокладками из эластич ной резины 13, приклеенными к внутрен ним цилиндрическим поверхност м, и радиальными каналами 14. После этого эластична оболочка 3 крепитс в верхнем зажимном приспособлении 15. Устойчивость собранной рабочей камеры обеспечиваетс составными по высоте стойками 16, креп щимис в основании 1, и жестко закрепленной от перемещений пластиной 17. Количество колец 9 и 11 рабочей камеры, а также длина составных по высоте стоек 16 выбираетс в зависимости от высоты испытуемого образца 4. К гидравлическим камерам 10 колец 9, заполненным дистиллированной, дегазированной водой, через каналы 18 присоединены манометры 19 гидроаэро статического типа. К бескамернымкольцам 11 с проточками 12 .креп тс инварные проволоки 20 прогибомеров 21. Радиальные каналы 14 предназначены дл введени в образец грунта 4 иглодатчиков, 22 манометров 23, измер ющих паровое давление. Герметизаци контакта иглодатчиков 22 с оболочкой 3 обеспечиваетс за счет того, что эластична оболочка 3 и резинова прокладка 13, зажатые между образцом . 4 и внутренней цилиндрической поверхностью бескамерного кольца 11, деформиру сь под воздействием бокового давлени грунта, возникающего при передаче вертикальной нагрузки на образец 4, плотно обжимают корпус 24 иглодатчиков 22. Вертикальна нагрузка н-а образ,ец грунта 4 передаетс через верхний ребристый пористый штамп 25 и центрируемый пластиной 17 шток 26 с шариком 27. Через систему 28 тросов т гового устройства и шкив 29 на образец грунта 4 передаетс крут щий момент. Отверстие 30 с резьбой в основании 1 устройства предназначено дл присоединени , в случае необ хоимости , системы , создающей граничный гидравлический напор. Индикатор 31 измер ет вертикальную деформацию образца. Устройство работает следующим образом. Через ыарик 27, шток 26 и штамп 25 к образцу грунта 4 прикладываетс перва ступень вертикальной нагрузки. Кольца 9 и 11, между которыми дл создани зазора устанавливаютс прокладки за счет трени по цилиндриеской поверхности, возникающего вследствие поперечного распора грунта , повисают на образце 4, дальнейшее заг ружение которого вертикальной нагрузкой производитс после удалени прокладок. Жесткие в поперечном направлении гидравлические кольца 9, бсскамерныё кольца 11 и цилиндрические элементы 6 не преп тствуют свободной вертикальной деформации образца грунта 4 за счет выбирани зазора между кольцами 9 и 11 и деформировани низкомодульной прокладки 8, модуль деформации которой на пор док и более ниже, чем у грунтов. После стабилизации вертикальной деформации, фиксируемой индикатором 31, к образцу грунта посредством тросов 28 т гового устройства, шкива 29 штока 26 и верхнего ребристого штампа 25 прикладываетс крут щий момент требуемой величины. Кольца 9 и 11, установленные с зазором, и соетавные , смазанные Мсшинным маслом, цилиндрические элементы 6 не преп тст вуют .свободному развитию деформации сдвига, величина которой дифференцированно по всей высоте образца 4 из- мер етс прогибомерами 21. С момента приложени вертикальной нагрузки маномет И 19 гидравлических колец 9 также дифференцированнопо всей высоте образца измер ют величину бокового Давлени , а манометры 23 посредством иглодатчиков 22, введенных в образец грунта 4 через радиальные каналы 14 колец 11, измер ют величину парового давлени . Использование предлагаемого изобретени , за счет сохранени цилиндри ческой формы образца в течение всрго испытани позвол ет повысить точност определени прочностных и деформацио ных характеристик грунтов. Кроме того, ует ойство позвол ет испытывать анизотропные и различные по высоте образцы грунта и измер ть величину бокового и парового давлени а также деформации сдвига дифференцированно , в нескольких уровн х по высоте образца. В устройстве могут выполн тьс исследовани , моделируйщие нестационарное напр женно-деформированное состо ние грунтовых массивов , например природных оползневых склонов при переменном -режиме грунтовых вод. Формула изобретени Устройство дл определени прочно-:тных и деформационных характеристик грунта, содержащее кольцевую грунтоприемную камеру с наружной эластичной оболочкой и штампами, нагрузочное, сдвигающее и измерительные приспособлени , отлича ощеес тем, что. Сцелью повышени точности исследований и расширени функциональных возможностей, оно снабжено кольцами с гидравлическими камерами, кольцами с радиальными каналами, дисками и ; нйзкомодульными прокладками, при этом кольца с гидравлическими камерами и кольца с радиальными каналами установлены в пор дке чередовани на наружной эластичной оболочке, а диски размещены в полости грунтоприемной камеры попарно с низкомодульными проклсщками между ними. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 319873, кл. G 01 N 3/08, 1970. 1 The closest to the invention to the technical essence is a device for determining the strength and deformation characteristics of the soil, comprising an annular soil receiving chamber with an outer elastic sheath and punches, loading, shifting and measuring devices 2. The known device is not equal. The lateral deformations along the height of the sample, due to the compressibility of water in the working chamber and friction of the ends, and the sample on the surface of the upper and lower ribbed porous L4Tamps, also does not provide for a sufficiently high accuracy in determining the strength and deformation characteristics of the soils. Small and the range of application of the known device. Since it does not allow measurement of lateral and threshold pressures, as well as shear deformations at several levels along the height of the sample, it is excluded that the known samples are anisotropic and different in height of soil samples, as well as testing non-stationary stress-strain state of groundwater massifs, for example, landslide slopes under transverse groundwater conditions. The purpose of the invention is to improve the accuracy of research and expand functional capabilities. The goal is achieved by the fact that the device for determining the strength and deformation characteristics of the soil, comprising an annular soil receiving chamber with an outer elastic shell and punches, load, shifting and measuring devices, is equipped with rings with hydraulic chambers, rings with radial channels, discs and low modulus gaskets, The rings with hydra chambers and rings with radial channels are arranged in the order of alternation on the outer elastic shell, and the disks are placed in the cavity untopriemnoy kamvry pairs from a low of modular spacers between them. FIG. 1 shows the device., Vertical section; in fig. 2 - the same horizontal cut. . The device contains a base 1, an outer elastic band ky 3 attached to it with a clamping ring 2, into which a hollow cylindrical soil sample 4 is placed, mounted on the bottom ribbed porous plug 5 The internal cavity of the soil sample 4 is filled with a thin layer of thick engine oil covered with cylindrical elements 6, each of which consists of two hard drives 7 with a low modular space 8 between them. Rings 9 with hydraulic chambers 10 and tubeless rings II with grooves 12 on external cylindrical surfaces with gaskets made of elastic rubber 13 glued to internal cylindrical surfaces and radial channels 14 are installed with a gap between the outer elastic casing 3. After that, the elastic shell 3 is fixed in the upper clamping device 15. The stability of the assembled working chamber is ensured by the height-adjustable legs 16, fastened in the base 1, and rigidly fixed from movements The plate 17. The number of rings 9 and 11 of the working chamber, as well as the length of the composite posts 16 are selected depending on the height of the test sample 4. To hydraulic chambers 10 rings 9 filled with distilled, degassed water, gauges 19 of hydroaerostatic type are connected through channels 18 . To tubeless rings 11 with grooves 12. Fasten the invar wires 20 of the defibomers 21. The radial channels 14 are designed to introduce into the soil sample 4 needle probes, 22 gauges 23 measuring the vapor pressure. The sealing of the contact of the needle sensors 22 with the shell 3 is ensured by the fact that the elastic shell 3 and the rubber gasket 13, sandwiched between the sample. 4 and the inner cylindrical surface of the tubeless ring 11, which is deformed by the lateral pressure of the soil, which occurs when the vertical load is transferred to the sample 4, compresses the body 24 of the needle sensors 22 tightly. The vertical load and the image of the soil 4 are transmitted through the upper ribbed porous die 25 and a rod 26 with a ball 27 centered by the plate 17. A torque is transmitted through the system 28 of the cables of the traction device and the pulley 29 to the soil sample 4. The threaded hole 30 in the base 1 of the device is intended to connect, if necessary, a system that creates a boundary hydraulic head. Indicator 31 measures the vertical deformation of the sample. The device works as follows. Through the tips 27, the rod 26 and the die 25, a first vertical load step is applied to the soil sample 4. Rings 9 and 11, between which gaskets are installed to create a gap due to friction on a cylindrical surface resulting from lateral spreading of the soil, are hung on sample 4, which is further loaded with a vertical load after removal of the gaskets. The transversely rigid hydraulic rings 9, the inner rings 11 and the cylindrical elements 6 do not interfere with the free vertical deformation of the soil sample 4 by choosing a gap between the rings 9 and 11 and deforming the low modulus gasket 8, the deformation modulus of which is an order of magnitude lower than at the ground. After stabilization of the vertical deformation, fixed by the indicator 31, a torque of the required value is applied to the soil sample by means of cables 28 tons of the pulley device, pulley 29 of the rod 26 and the upper ribbed die 25. Rings 9 and 11, installed with a gap, and sotavny, lubricated by the Mashin oil, cylindrical elements 6 do not interfere with the free development of shear deformation, the magnitude of which is differentiated over the entire height of sample 4 is measured by defibometers 21. And 19 hydraulic rings 9 are also differentiated across the height of the sample, measure the amount of lateral pressure, and gauges 23 by means of needle sensors 22 introduced into the sample of soil 4 through radial channels 14 of rings 11 measure the value of steam th pressure. The use of the invention, due to the preservation of the cylindrical shape of the sample during the entire test, allows to improve the accuracy of determining the strength and deformation characteristics of soils. In addition, the paper allows one to test anisotropic and different in height soil samples and measure the magnitude of lateral and vapor pressure as well as shear deformations differentially, at several levels along the height of the sample. In the device, studies can be performed that model the unsteady stress-strain state of soil massifs, for example, natural landslide slopes with alternating-groundwater regimes. The invention The device for determining the strength and deformation characteristics of the soil, containing an annular soil receiving chamber with an outer elastic sheath and punches, load, shifting and measuring devices, differing in that. In order to improve the accuracy of research and enhance the functionality, it is equipped with rings with hydraulic chambers, rings with radial channels, discs and; with low-modulus gaskets, with the rings with hydraulic chambers and rings with radial channels installed in the order of alternation on the outer elastic sheath, and the disks are placed in the cavity of the soil-receiving chamber in pairs with low-modulus space between them. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR Author's Certificate No. 319873, cl. G 01 N 3/08, 1970. 1
2. Авторское свидетельство СССР .№ , кл. G 01 N 3/10, 1953 ( прототип).2. USSR author's certificate .№, cl. G 01 N 3/10, 1953 (prototype).