Для чего используют одометр
|
|
| Схема одометра (компрессионного прибора) |
Одометр — прибор, служащий для определения сжимаемости грунта. Деформации в одометре возможны только в вертикальном направлении, горизонтальные деформации отсутствуют. Вертикальное напряжение изменяется ступенями и является известным, боковые напряжения реактивные и остаются неизвестными. Деформации измеряются в зависимости от усилия, приложенного на штамп.
51.: коэффициент сжимаемости m0, МПа-1; коэффициент относительной сжимаемости mV, МПа -1; модуль общей деформации Ео, МПа и структурная прочность грунта Рстр, МПа.
52. Схематично условие компрессии можно представить при рассмотрении следующих инженерных задач:
- Уплотнения слоя грунта при сплошной равномерно распределенной нагрузке (плотина, насыпь и т.д.);
- Уплотнение слоя грунта толщиной h≤0,5 b под центром под центром тяжести подошвы фундамента.
Эти условия можно представить ниже приведенными схемами.
53. Компрессионная кривая изображается в координатах: коэффициент пористости e — давление p, МПа. Для полностью водонасыщенных глинистых грунтов она может быть представлена в координатах: влажность w — давление p, МПа. Зависимость осадки штампа s, мм, от нагрузки p, МПа, представлена на графике (рис.М.4.3.).
С увеличением давления кривая становится более пологой, так как грунт при этом постепенно уплотняется и становится менее сжимаемым.
На небольшом участке рассмотрим приращение нагрузки ∆Р и получим соответственно ∆е. Заменим дугу прямой и рассмотрим угол α.
∆е = –tgα∆Р
В этой формуле знак (–) означает, что с увеличением нагрузки α – уменьшается. В дифференциальной форме:dе = –tgαdР
tgα = mо и тогда de = –mоdP – основная математическая форма закона компрессии.
Законом компрессионного уплотнения грунтов: при небольшом изменении сжимающих напряжений уменьшение коэффициента пористости грунта пропорционально увеличению сжимающего напряжения.
Возьмем произвольную точку i на прямой, в пределах отрезка Р1 – Р2. Составим уравнение для этой точки, исходя из начального параметра е.
еi = е – рi tgα – это основное уравнение, характеризующее компрессию в выбранном варианте.
Рассмотрим подробнее
.
М.4.2. Для чего служит одометр? Начертите его схему. Какие условия применительно к напряжениям и деформациям в ней накладываются на образец грунта?
М.4.1. Чем обусловливается сжимаемость грунтов? За счет чего происходит сжатие полностью водонасыщенных грунтов?
Сжимаемость грунтов обусловливается изменением их пористости вследствие переупаковки частиц, ползучестью водных оболочек, вытеснением воды из пор грунта. Сжатие полностью водонасыщенных грунтов возможно только при условии вытеснения воды из пор грунта.
|
|
| Рис. М.4.2 Схема одометра (компрессионного прибора) |
Одометр — прибор, служащий для определения сжимаемости грунта. Деформации в одометре возможны только в вертикальном направлении, горизонтальные деформации отсутствуют. Вертикальное напряжение изменяется ступенями и является известным, боковые напряжения реактивные и остаются неизвестными. Деформации измеряются в зависимости от усилия, приложенного на штамп. На рис. М.4.2. показана схема одометра.
Компрессионный прибор (одометр) S260
СТАНДАРТЫ: ГОСТ 12248-10, ГОСТ Р 54477-2011, ASTM D2435, D3877, D4546 / BS 1377:5 / AASHTO T216 / NF P94 090-1, P94 090 / UNE 103-601, 103-602 / CEN-ISO-TS 17892-5.
Прочная алюминиевая станина и нагружающая рамка на самоустанавливающихся сферических подшипниках.
Плечо рычага регулируется: 9:1 — 10:1 — 11:1.
Максимальная нагрузка: 170 кг пригрузов, что соответствует 1870 кг нагрузки с использованием плеча 11:1.
Можно установить ячейку до 100 см 2 .
Поставляется в комплекте с подвесом для пригрузов, держателем для фиксации индикатора часового типа или преобразователя, но БЕЗ ячейки, пригрузов, ИЧ (или преобразователя), подставки, которые заказываются отдельно.
Масса:
ПРИНАДЛЕЖНОСТИ:
Ячейки компрессионные:
| Модель |
|
|
|
|
||
| S268 | 50,47 | 20 | 20 | S122 | S123 | S274 KIT |
| S268-05 | 63,5 | 31,67 | 20 | S122-19 | S123-05 | S274-10 KIT |
| S268-01 | 71,40 | 40 | 20 | S122-01 | S123-01 | S274-01 KIT |
| S268-04 | 75,00 | 44,16 | 20 | S122-17 | S123-04 | S274-09 KIT |
| S268-02 | 79,80 | 50 | 20 | S122-02 | S123-02 | |
| S268-03* | 112,80 | 100 | 25 | S122-03 | S123-03 | S274-03 KIT |
* ячейка Ø112,8 мм изготовлена из алюминиевого сплава.
Ячейки компрессионно-фильтрационные:
| Модель |
|
|
|
|
||
| S272 | 50,47 | 20 | 20 | S122-04 | S123 | S274-04 KIT |
| S272-05 | 63,5 | 31,67 | 20 | S122-20 | S123-05 | S274-11 KIT |
| S272-01 | 71,40 | 40 | 20 | S122-05 | S123-01 | S274-05 KIT |
| S272-04 | 75,00 | 44,16 | 20 | S122-18 | S123-04 | S274-08 KIT |
| S272-02 | 79,80 | 50 | 20 | S123-02 | ||
| S272-03* | 112,80 | 100 | 25 | S122-07 | S123-03 | S274-07 KIT |
| * ячейка Ø112,8 мм изготовлена из алюминиевого сплава. | ||||||
ИНДИКАТОРЫ ЧАСОВОГО ТИПА:
S376 — ИЧ 10 мм х 0,01 мм.
S375-01 — ИЧ 12 мм х 0,002 мм.
ДАТЧИКИ и СИСТЕМЫ СБОРА ДАННЫХ:
S336-11 — преобразователь линейного вертикального перемещения, ход 10 мм.
S336-60. 62 — кабели от 2 до 10 метров.
S334 — 8ми-канальная система Cyber-Plus Evolution с сенсорным экраном, расширяемая до 16 каналов.
КОМПЛЕКТЫ ПРИГРУЗОВ:
Пригрузы с прорезью, изготовлены из стали, окрашены для защиты от коррозии.
| S273 KIT Общая масса: 50 кг |
|
S273-0I KIT Общая масса: 64 кг |
|
S273-02 KIT Общая масса: 80 кг |
|||
| S273-01 = 4 x 10 кг | S273-08 = 7 x 8кг | S273-01 = 6 x 10кг | |||||
| S273-02 = 1x 5кг | S273-07 = 1 x 4 кг | S273-02 = 3 x 5 кг | |||||
| S273-03 = 2 x 2 кг | S273-03 = 1 x 2кг | S273-03 = 1 x 2кг | |||||
| S273-04 = 1 x 1 кг | S273-04 = 1 x 1 кг | S273-04 = 1 x 1 кг | |||||
| S273-05 = 1 x 500 г | S273-05 = 3 x 500 г | ||||||
| S273-06 = 2 x 250 г | S273-06 = 2 x 250 г | ||||||
| Любой пригруз можно заказать отдельно | |||||||
ПОДСТАВКИ:
прочная конструкция, окрашены для защиты от коррозии, в комплекте с крепежными болтами и гайками.
S265 — подставка на один прибор (верхнее фото).
S265-01 — подставка на три прибора (нижнее фото).
Автоматический компрессионный прибор
Г. АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОМПРЕССИОННЫЙ ПРИБОР, содержащий одометр, нагружаюи1ее устройство, устройство регистрации, преобразователь механических перемещений в электрические сигналы и анализатор скорости деформации, выход которого связан через нагружающее устройство с одометром, отличающийся тем, что, с целью повьппения производительности и точности испытаний, он снабжен узлом обработки входных сигналов реверсивным счетчиком, таймером, узлом управления и узлом замачивания образца, при этом выходы преобразователя механических перемещений в электрические сигналы подключены к входам узла обработки входных сигналов, выходы которого подключены к входам реверсивного счетчика и к -первому и второму входам анализатора скорости деформаций, к третьему входу этого анализатора подключен первый выход таймера, а второй выход анализатора соединен с первым входом узла управления, второй вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика, а третий — к второму выходу таймера, один из выходов узла управлении связан с устройством регистрации, а другой — .через узел замачивания образца с одометром. 2. Прибор по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что преобразовао SS тель механических перемещений в W электрические сигналы выполнен в виде двух одинаковых узлов, каждый из которых содержит насаженный на ось с возможностью вращения диск с отверстиями и три оптопары, отверстия на диске расположены по трем концентрическим окружностям, причем на каждой из них отверстия расположены на равном угловом расстоянии 00 OS одно от другого, а отверстия на любой паре окружностей смещены отноso VO сительно одно от другого на угол, равный трети этого углового расстоя00 ния, а оптические оси оптопар пересекают окружности с отверстиями диска и расположены на угловом расстоянии одно от другого, равном углу смещения отверстий на парах окрулностей .
М ABTOPCMOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3743884/22-03 (22) 24.05.84 (46) 23.10,85. Бюл. ¹ 39 (72) Г.Н.Гладков, М.Г.Лейбович, В.А.Серкин и IO,Ì.Синьков (71) Научно-производственное объединение «Сибцветавтоматика (53) 628.165.29(088.8) (5á) Тофанюк P.Ñ. Опыт автоматизации компрессионных испытаний. Инженерностроительные изыскания. — Сб. статей, 1975, вып. 4. с. 10-15. . Авторское свидетельство СССР
¹ 838514, кл. С 01 N 3/08, 1979. (54) (57) 1. АВТОМАТИЧЕСКИЙ KOMIPECСИОННЬЙ ПРИБОР, содержащий одометр, нагружающее устройство, устройство регистрации, преобразователь механических перемещений в электричес.кие сигналы и анализатор скорости деАормации, выход которого связан через нагружающее устройство с одометром, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и точности испытаний, он снабжен узлом обработки входных сигналов реверсивным счетчиком, таймером, узлом управления и узлом замачивания образца, при этом выходы преобразователя механических перемещений в электрические сигналы подключены к входам узла обработки входных сигналов, выходы которого подключены к входам реверсивного счетчика и к первому и второму входам анализатора скорости дедюрмации, к третьему входу этого анализатора подключен первый выход таймера, а второй выход анализатора соединен с первым входом узла управления, второй вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика, а третий — к второму выходу таймера, один из выходов узла управления связан с устройством -регистрации, а другой вЂ,через узел замачивания образца с одометром.
2. Прибор по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что преобразователь механических перемещений в электрические сигналы выполнен в виде двух одинаковых узлов, каждый из которых содержит насаженный на ось с возможностью вращения диск с отверстиями и три оптопары, отверстия на диске расположены по трем концентрическим окружностям, причем на каждой из них отверстия расположены на равном угловом расстоянии одно от другого, а отверстия на любой паре окружностей смещены относительно одно от другого на угол, равный трети этого углового расстояния, а оптические оси оптопар пересекают окружности с отверстиями диска и расположены на угловом расстоя.— нии одно от другого, равном углу смещения отверстий на парах окружностей.
Изобретение относится к контрольно †измерительн технике и может быть использовано для испытания на сжимаемость образцов под действием статических нагрузок. 5
Пель изобретения — повышение производительности и точности испытаний, На фиг. 1 представлена схема автоматического компрессионного прибора; на фиг. 2 — фотоэлектрический преоб- 10 разователь механических перемещений в электрические сигналы прибора.
Автоматический компрессионный прибор содержит одометр 1, связанную с ним нагружающую систему 2, анали- 15 затор 3 скорости деформации, первый выход которого связан с нагружающей системой 2, два фотоэлектрических преобразователя 4 механических перемещений в электрические сигналы, 20 установленных на одометре 1, узел 5 обработки входных сигналов, ко входам которого подключены преобразователи
4, а два выхода подключены к первому и второму входам анализатора 3 ско- 25 рости деформации, реверсивный счетчик 6, входы которого связаны с двумя другими выходами узла 5 обработки входных сигналов, таймер 7, первый выход которого подключен к третьему 5п входу анализатора 3 скорости деформации, узел 8 управления, первый вход которого подключен ко второму выходу анализатора 3 скорости деформации, второй вход — к выходу реверсивного счетчика 6, а третий— ко второму выходу таймера ?, устройство 9 цифровой регистрации и узел 10 замачивания, входы которых подключены к выходам узла управления, при этом 40 узел 10 замачивания содержит электромагнитный клапан (на чертеже не показан), служащий для подачи воды в одометр 1.
Фотоэлектрический преобразователь 5
4 механических перемещений в электрические сигналы содержит посаженный на ось 11 с возможностью вращения диск 12, в котором выполнены отверстия 13, расположенные по трем концентрическим окружностям 14, 15 и 16, причем на каждой из них отверстия 13 расположены равномерно на угловом расстоянии 9 друг от друга, а отверстия 13 ня любой паре окружнос- 55 тей 14-.16 смещены относительно друг друга на угол М квантования, равный трети угля З и соответствующий деформации образца на 0,005 мм. Устройство содержит также оптопары
17-19, оптические оси которых пересекают окружности 14-16 соответственно и расположены на угловом расстоянии /3 друг от друга.
Автоматический компрессионный прибор работает следующим образом.
В одометр 1 обычным способом устанавливают образец (на чертеже не показан), например грунта. На одометре 1 устанавливают два фотоэлектрических преобразователя 4 механических перемещений в электрические сигналы. Узел 10 замачивания образца заполняют водой. Прибор включают в сеть. Устройство 9 заправляют бумагой. Анализатор 3 скорости деформации и реверсивный счетчик 6 обнуляют, а в узле 8 управления с помощью соответствующих органов (на чертеже не показаны) управления устанавливают программу предстоящих испытаний, т.е. задают тип условной стабилизации деформации образца )деформация образца менее, чем 0,01 мм за 3,12 или 16ч), необходимость замачивания образца при достижении условной стабилизации деформации от действия последней ступени нагрузки и т.д.
С помощью органов управления прибора к образцу прикладывают первую ступень нагрузки. От действия этой нагрузки начинается деформация образца. У фотоэлектрических преобразователей 4 механических перемещений в электрические сигналы начинают вращаться на оси 11 диски 12. При совпа- дении очередного отверстия 13, расположенного на одной из окружностей
14,. 15 или 16, с оптической осью соответствующей оптопары 17, 18 или
19 на вход узла 5 обработки входных сигналов поступает электрический сцгнал в виде логической единицы.
При положительной деформации образца на входах узла 5 обработки входных сигналов импульсные сигналы логической единицы появляются от оптопар в последовательности 17, 18, 19, 17, 18, 19, . а при отрица-» тельной деформации в случае снятия очередной ступени нагрузки — в обратной последовательности 17, 19, 18, 17, 19, 18, За счет укаэанной разницы в последовательности поступления импуль1186 сов от оптопар 17, 18 и 19 узел 5 обработки входных сигналов производит определение направления деформации образца, усредняет результаты измерения, полученные от двух Аотоэлект- 5 рических преобразователей 4, формирует сигналы в виде импульсов при деформации образца на каждые 0,01 мм на вхоДы реверсивного счетчика б,и при деформации образца на каждые 0,005 мм — на 10 входы анализатора 3 скорости деформации образца.
Реверсивный счетчик 5 произво, дит накопление результатов, измерений в течение всего процесса испы- 15 таний. На его выходе информация о деформации образца накапливается в реальном масштабе времени.
Анализатор 3 скорости деАормации образца, на входы которого поступают ?О сигналы времени от таймера 7 и сигналы о деАормации образца на каждые
0,005 мм с узла 5 обработки входных сигналов, двумя счетчиками (на чертеже не показаны), .каждый из которых 25 поочередно обнуляется при появлении очередного сигнала о деформации образца на 0,005 мм с узла 5 обработки входных сигналов, подсчитывает время, затраченное на деАормацию образца на
0,01 мм (за счет поочередного обнуления оно на каждом из счетчиков происходит после деформации образца на 0,01 мм, а не через 0,005 мм).
Счетчик, первым выработавший сигнал
35 переполнения (осадка менее 0,01 мм за заданное время, например, за
12 ч), формирует на выходе анализа998 4 тора 3 скорости деАормации сигнал о наступлении условной стабилизации деформации образца. Этот сигнал поступает на вход нагружающей системы 2, которая производит приложение к образцу очередной ступени нагрузки.
Узел 8 управления в соответствии с сигналами, поступающими с таймера 7, и сигналами переполнения счет,чиков аиализатора 3 скорости деАормации образца выводит на устройство 9 циАровой регистрации информацию о величине деформации образца, накопленную в реверсивном счетчике 6. При наступлении условной стабилизации деформации образца от действия последней ступени нагрузки узел 8 управления вырабатывает сигнал, по которому узел !О замачивания образца откры вает кланан и производит подачу воды в одометр 1 до ее появления на верхней поверхности поршня (на чертеже не показан) одометра 1.
После этого тем же порядком проводятся испытания замоченного образца, и при наступлении условной стабилизации деформации замоченного образца от действия последней ступени нагрузки узел 8 управления вырабатывает команду на отключение прибора. При этом происходит блокировка основных рабочих узлов прибора и отключение от сети устройства 9 цифровой регистрации. Вывод прибора из состояния блокировки возможен лишь оператором вручную.
Редактор Н. Егорова Техред А.Бабинец КОрректор B Бутяra
BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, )К-35, Раушская наб,, д, 4/5
Фмлиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4