Устройство и принцип работы сдвигового прибора ПСПА-40/31

Лабораторная работа №7

Определение сопротивления грунтов сдвигу

Общие сведения, приборы

Значение касательного напряжения, при котором происходит сдвиг одной части грунта по отношению к его другой части под действием постоянно возрастающего сдвигающего усилия, называется предельным сопротивлением грунтов сдвигу.

Одним из способов определения предельного сопротивления грунтов сдвигу является испытание их на прямой срез в одноплоскостных сдвиго­вых приборах в соответствии с требованиями ГОСТ 12248-78. К помещен­ному в прибор образцу грунта ступенчато прикладывают вертикальное давление, под действием которого происходит уплотнение грунта. После достижения заданной величины давления и стабилизации деформации грун­та к верхней (или нижней) обойме прибора (в зависимости от его конструк­ции) прикладывают горизонтальное давление до тех пор, пока не произой­дет горизонтальное перемещение одной части образца грунта по другой. Величина перемещения фиксируется индикатором. По известным формулам вычисляют прочностные показатели сопротивления грунта внешним на­грузкам: угол внутреннего трения и сцепление.

Известно множество конструкций сдвиговых приборов (прибор ГТП-30 конструкции Маслова-Лурье; прибор конструкции Литвинова; автоматизированный срезной комплекс «Пласт-С» конструкции ПНИИИС; автома­тические срезные приборы ПСГ-4А и ВСВ-25А конструкции СевКавТИСИЗ и др.).

В настоящей работе описана методика проведения испытаний на сдвиговом приборе ПСПА-40/35 конструкции МП «Геотек» (г. Пенза) с пневматическим нагруженнем, где цифры характеризуют площадь попереч­ного сечения, см², и высоту, мм, образца.

Состав лабораторной установки

В состав лабораторной установки входят:

1. Прибор дам испытание грунтов на сдвиг ПСПА-40/35.

2. Пневморедуктор – ПР.

3. Манометр ПТМ-100.

4. Индикатор часового типа ИЧ-10.

5. Тройник.

6. Шланги соединительные.

Устройство и принцип работы сдвигового прибора ПСПА-40/31

Прибор состоит из следующих основных частей (рис. 1): механизма горизонтального среза I и механизма вертикального давления II. Сдвиг в приборе производится путем создания давления воздуха в пневматическом цилиндре I, а нормальное давление на образец грунта создается пневмати­ческим цилиндром II. Образец грунта помещается в верхнюю 3 и нижнюю 4 обоймы. Перфорация на верхнем 2 и нижнем 21 вкладышах служит для от­тока воды при передаче давления на образец грунта. Мембраны 9 и 13 слу­жат для герметичности пневмосистемы в механизмах вертикального давле­ния II и горизонтального среза I. Измерение деформаций сдвига выполняет­ся индикатором часового типа 5, который закрепляется в основании 7 дер­жателем 24 индикатора. Стопорные болты 25 служат для закрепления механизма вертикального давления.

Рис. 1. Конструкция сдвигового прибора 70

I – механизм (пневмоцилиндр) горизонтального среза; II - механизм (пневмоцилнндр) вертикального давления;

1 – входной штуцер; 2 – верхний перфорированный вкладыш; 3 – верхняя обойма; 4 – нижняя обойма; 5 – индикатор часового типа; 6 – нижняя площадка; 7 – основание; 8 – крышка пневмоцилиндра II; 9 – мембрана пневмоцилиндра II; 10 – поршень; 11 – корпус плевмоцилиндра II; 12 – корпус пневмоцилиндра I, 13 – мембрана пневмоцнлиндра I; 14 – входной штуцер; 15 – крышка пневмоцилиндра I; 16 – поршень; 17 – шток; 18 – срезыватель; 19 – валик скольжения; 20 - болт; 21 – нижний перфорированный вкладыш; 22 – остов; 23 – подшипник с крышкой; 24 – держатель индикатора часового типа; 25 – стопорные болты; 26 – образец грунта

Рис. 2. Пневматическая схема лабораторной установки для испытания грунтов на сдвиг

1,2 – тройники; 3 – сеть сжатого воздуха; 4,5 – вентили регулирования вертикального и горизонтального давления соответственно; 6,7 – пневморедукторы соответственно вертикального и горизонтального давления; 8,9 – вентили сброса соответственно вертикального и горизонтального давления; 10,11 – манометры соответственно вертикального и горизонтального давления; 12 – сдвиговой прибор

Работа прибора

Сжатый воздух по сети через пневморедуктор вертикального давле­ния 6 (рис. 2) и штуцер 1 (рис. 1) поступает в пневматический цилиндр вертикального давления II и давит на поршень 10 (рис. 1). Последний че­рез вкладыш 2 передает давление на образец грунта. Величина нормального давления фиксируется манометром 10 (рис. 2). После стабилизации верти­кальной деформации грунта сжатый воздух через пневморедуктор 7 (рис. 2) горизонтального давления и штуцер 14 (рис. 1) поступает в пневмати­ческий цилиндр горизонтального среза I и передается на поршень 16. По­следний давит на шток 17, приводящий в движение срезыватель 18. Проис­ходит срез групп. Величина касательного давления фиксируется маномет­ром 11 (рис. 2), а перемещение срезывателя – индикатором часового типа 5 (рис. 1).