Установка для испытания грунтов штампом

Полезная модель относится к области строительства, в частности к испытательной технике, и может быть использована для экспериментального определения прочностных и деформационных характеристик грунтов штампом.
Известно устройство для испытания грунтов штампом, содержащее нагрузочный штамп, блок приложения нагрузки, упорную систему и измерительную систему, штамп выполнен в виде жесткой конструкции квадратной формы, под штампом размещена упругая пластина с размерами штампа в плане, толщиной 0,05-0,1 размера сторон штампа и модулем упругости 30-50 МПа. Блок приложения нагрузки выполнен в виде гидродомкрата со стабилизатором давления [1].
Недостатком такого устройства, применяемого на площадке строительства, является использование в качестве блока приложения нагрузки гидродомкрата, что не позволяет обеспечивать заданный уровень нагружения длительное время.
За прототип принята установка для испытания конструкций, содержащая закрепленные в силовом полу опоры для размещения испытываемого образца, устройство нагружения, выполненное в виде, по меньшей мере, одного рычага, и силовое устройство в виде грузовой емкости [2]. Данная установка может быть использована только для испытания балочных конструкций на изгиб.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является разработка универсальной в создании изменений схем испытания с разными режимами нагружения установки для определения прочностных и деформационных свойств грунтов, позволяющей проводить вариантные длительные испытания.
Поставленная задача решается тем, что устройство содержит камеру для модели грунта, блок нагружения, выполненный в виде рычага с нагрузочным штампом, способным перемещаться по рычагу, измерительную систему. На рычаге размещено силовое устройство в виде грузовой емкости с возможностью заполнения жидкостью и перемещения емкости вдоль рычага. Грузовая емкость снабжена регулятором объема и скорости наполнения и слива жидкости. Под нагрузочным штампом для создания равномерно-распределенной нагрузки размещен мешок из прорезиненной ткани, заполненный сжатым воздухом.
Установка для испытания грунтового основания штампом содержит камеру для модели грунта 1, грунт 2, устройство нагружения в виде рычага 3 с нагрузочным жестким квадратным в плане штампом 4 с размерами камеры модели грунта 1, силовое устройство в виде грузовой емкости 5, выполненной с возможностью перемещения ее по рычагу 3 для изменения плеча прикладываемой нагрузки, опорную балку 6 для крепления рычага, шарнирно закрепленную на опорных стойках 7, мешок из прорезиненной ткани, заполненный сжатым воздухом 8.
Устройство работает следующим образом.
В камеру для модели грунта 1 помещается грунт 2 и мешок из прорезиненной ткани 8, заполненный сжатым воздухом. На рычаг 3 устанавливается нагрузочный квадратный в плане жесткий штамп 4, с помощью которого передается давление на грунт 2 через мешок из прорезиненной ткани 8. Затем на рычаг 3 навешивается грузовая емкость 5, являющаяся силовым устройством, в место с определенным плечом рычага 3 и соответствующее заданной нагрузке. Для этого заполняют грузовую емкость жидкостью. После монтажа силового устройства нагрузки происходит передача нагрузки на нагрузочный штамп 4. Нагрузки передаются заданными ступенями с выдержкой до стабилизации осадки нагрузочного штампа 4.
Диапазон и место приложения нагрузки регулируют устройством нагружения, силовым устройством. Нагружающий штамп устанавливают в выбранном для испытания месте, а установкой грузовой емкости 5 в выбранном месте рычага 3, определяя плечо приложения нагрузки и заполняя ее заданным объемом жидкости, определяют диапазон, ступени и продолжительность действия прилагаемых усилий. Осадку штампа фиксируют с помощью индикаторов, размещенных на поверхности нагрузочного штампа.
Величину нагрузки и время нагружения изменяют объемом, скоростью заполнения грузовой емкости 5 жидкостью и положением самой грузовой емкости 5 на рычаге 3 устройства нагружения.
Таким образом, предлагаемая установка позволяет проводить вариантные длительные испытания грунтов штампом в лабораторных условиях с изменением схем испытания для определения прочностных и деформационных характеристик грунта.
На фиг. 1 изображен вид сверху стенда для испытания грунтового основания штампом.
На фиг. 2 изображен разрез 1-1 стенда для испытания грунтового основания штампом.
Источники информации:
1. Денисенко Виктор Викторович, Ляшенко Павел Алексеевич, Семенец Алексей Васильевич, Василенок Сергей Игоревич (RU) Устройство для испытания грунтов. Патент России (RU) № 2548063, 10.04.2015;
2. Анпилов Сергей Михайлович, Ерышев Валерий Алексеевич, Рыжков Андрей Сергеевич, Мурашкин Василий Геннадиевич, Латышева Екатерина Валерьевна, Тошин Дмитрий Сергеевич (RU) Стенд для испытания конструкций. Патент России (RU) № 131182, 10.08.2013.