Конструкция сдвигового прибора

В лаборатории СПбГПУ сопротивление грунта сдвигу определяется на приборах конструкции института «Гидропроект» (рис. 10.3) со срезывателем, состоящим из сдвигающейся верхней обоймы и неподвижной нижней. Такой прибор позволяет осуществлять сдвиг непосредственным приложением сдвигающей нагрузки Т к верхней подвижной обойме при постоянном значении вертикальной нагрузки N.

Рис. 10.3. Общий вид сдвигового прибора

Сдвиговой прибор (см. рис. 10.3) состоит из двух основных узлов: нагрузочного устройства, обеспечивающего передачу вертикальной нагрузки на образец грунта, и сдвигающего устройства, служащего для передачи горизонтальной нагрузки на подвижную обойму. Все узлы прибора смонтированы на металлическом столе. На плите стола установлены ванна для проведения сдвигов образцов грунта под водой и держатели индикаторов, замеряющих вертикальные смещения штампа и горизонтальные смещения подвижной обоймы. Горизонтальное положение плиты стола обеспечивается регулированием винтами 1 опор стола.

Срезыватель 11 прибора установлен в средней части плиты 13 стола на панели 14 и закреплен на последней специальным винтом.

Вертикальная нагрузка на образец передается следующим образом: секторный рычаг 16 с подвешенным к нему грузом соединен с вертикальной рамой 15, которая с помощью винта 10, установленного в верхнем ригеле рамы, передает нагрузку на штамп. Секторный рычаг соединен с рамой тросом, который облегает шкив ползуна 17, установленного на оси рычага 16. Трос с рамой скреплен специальным пальцем и вилкой, ввинченной в нижний ригель рамы 15. Такая конструкция соединений оси рычага и шарнирное крепление верхнего ригеля рамы обеспечивают горизонтальное перемещение передающего вертикальную нагрузку устройства во время сдвига верхней обоймы. Перед испытанием образца грунта рычаг 16 уравновешивается противовесом 2.

Механизм горизонтальной нагрузки установлен на кронштейне 4, который может перемещаться в вертикальном направлении. Такое устройство позволяет быстро совместить плоскость среза образца с плоскостью действия сдвигающей нагрузки Т. Горизонтальная нагрузка на верхнюю обойму передается с помощью секторного рычага 6, шкива, установленного на оси рычага, и троса 5, прилегающего к шкиву и соединенного с тягой 8 верхней обоймы соединительной скобой 7. Рычаг 6 снабжен стопорным устройством 3, которое служит для закрепления рычага в нерабочем положении прибора или для ограничения его поворота. Соотношение плеч рычажных устройств определяется радиусами их шкивов и секторов. Оно составляет 1: 10.

Рассмотрим элементы срезывателя (по ГОСТу – срезной коробки) сдвигового прибора, см. рис.10.4.

Для проведения сдвигов образцов под водой срезыватель помещают в ванну 6. Он состоит из нижней неподвижной 5 и верхней подвижной 4 обойм. Перед загрузкой срезывателя грунтом обоймы скрепляются установочными винтами 1. Перед сдвигом образца гнезда установочных винтов используются для упорных винтов, с помощью которых создается зазор между обоймами. Зазор необходим для исключения трения кареток. На дно нижней обоймы уложен жесткий фильтр 2.

Рис. 10.4. Срезыватель сдвигового прибора

Размеры рабочего цилиндра срезывателя: диаметр d ₀ = 71,4 мм, высота h = = 40 мм, площадь А = 40 см². На образец грунта, помещенный в срезыватель, устанавливается жесткий штамп 3 с верхним фильтром 2, служащий для передачи вертикальной нагрузки непосредственно на образец. Жесткие фильтры 2 предназначены для отвода воды из образца грунта.