Устройство для определения механических свойств грунтов

Устройство для определения механических свойств грунтов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГРУНТОВ , включающее полую штангу, рабочий наконечник в виде стержня, цилиндрических раздвижных секторов, охваченных эластичными оболочками, механизма раздвижения в виде парных шарнирных рычагов и приспособления для создания и измерения нормального давления и деформации сжатия , отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и области применения, устройство снабжено рамой, поперечными лопастями с пальцами и приспособлениями для создания и измерения срезающего давления и деформации среза грунта, щтанга снабжена жестко соединенным с ней кольцом, а раздвижные секторы - Г-образными брусами с пазами и выступами и выполнены с окнами для вертикального перемещения Г-образных брусков, эластичные оболочки выполнены с прорезями, а стержень - с правой и левой навивкой резьбы, при этом поперечные лопасти пропущены через прорези эластичных оболочек и пазы Г-образных бруi сков и закреплены посредством пальцев на выступах последних, концы шарнирных ры (Л чагов закреплены на стержне с возможностью их перемещения, штанга посредством пальца взаимодействует с Г-образными брусками и соединена со стержнем с возможностью вертикального перемешения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СР

Ж

CO

ОО

СР

C) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3430200/29-33 (22) 22.04.82 (46) 07.05.84. Бюл. № 17 (72) А. В. Васильев (71) Производственный и научно-исследовательский институт по инженерным изысканиям в строительстве (53) 624.131.377 (088.8) (56) 1. Грунты. Методы полевых испытаний на срез в скважинах и в массиве.

ГОСТ 21719 80. М., Изд-во стандартов, 1980, с. 16.

2. Авторское свидетельство СССР № 534670, кл. Е 02 D 1/02, 1976 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГРУНТОВ, включающее полую штангу, рабочий наконечник в виде стержня, цилиндрических раздвижных секторов, охваченных эластичными оболочками, механизма раздвижения в виде парных шарнирных рычагов и приспособления для создания и измерения..SU„„1090800 A з<д) Е 02 Р 1/00; G 01 N 33 24 нормального давления и деформации сжатия, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и области применения, устройство снабжено рамой, поперечными лопастями с пальцами и приспособлениями для создания и измерения срезающего давления и деформации среза грунта, штанга снабжена жестко соединенным с ней кольцом, а раздвижные секторы — Г-образными брусами с пазами и выступами и выполнены с окнами для вертикального перемещения Г-образных брусков, эластичные оболочки выполнены с прорезями, а стержень — с правой и левой навивкой резьбы, при этом поперечные лопасти пропущены через прорези эластичных оболочек и пазы Г-образных брусков и закреплены посредством пальцев на выступах последних, концы шарнирных рычагов закреплены на стержне с возможностью их перемещения, штанга посредством пальца взаимодействует с Г-образными брусками и соединена со стержнем с возможностью вертикального перемещения.

1090800

25 зо

4О

Изобретение относится к инженерной геологии и может быть использовано для определения механических свойств грунтов в полевых условиях.

Известно устройство для испытания песчано-глинистых грунтов методом поступательного среза, включающее штанги, распорный штамп с поперечными лопастями, приспособления для создания и измерения нормального и срезающего давления и деформации сжатия и среза (1) .

Недостатком устройства является то, что для производства одного опыта необходимы трехкратное разбуривание скважины, монтаж и демонтаж установки. Кроме того, область применения ограничена песчано-глинистыми грунтами и невозможно фиксирование усилий вдавливания поперечных лопастей в грунт.

Наиболее близким к изобретению является устройство для определения механических свойств грунтов, включающее полую штангу, рабочий наконечник в виде стержня, цилиндрических раздвижных секторов, охваченных эластичными оболочками, механизма раздвижения в виде парных шарнирных рычагов и приспособления для создания и измерения нормального давления и деформации сжатия (2).

Недостатком устройства является то, что раздвижные секторы при создании на них нормального давления перемещаются вверх. Кроме того, отсутствуют приборы и оборудование для осуществления среза грунта.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и области применения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения механических свойст грунтов, включающее полую штангу, рабочий наконечник в виде стержня, цилиндрических раздвижных секторов, охваченных эластичными оболочками, механизма раздвижения в виде парных шарнирных рычагов и приспособления для создания и измерения нормального давления и деформации сжатия, снабжено рамой, поперечными лопастями с пальцами и приспособлениями для создания и измерения срезающего давления и деформации среза грунта, штанга снабжена жестко соединенным с ней кольцом, а раздвижные секторы — Г-образными брусками с пазами и выступами и выполнены с окнами для вертикального перемещения Г-образных брусков, эластичные оболочки выполнены с прорезями, а стержень — с правой и левой навивкой резьбы, при этом поперечные лопасти пропущены через прорези эластичных оболочек и пазы

Г-образных брусков и закреплены посредством пальцев на выступах последних, концы шарнирных рычагов закреплены на стержне с возможностью их перемещения, а штанга посредством пальца взаимодействует с

Г-образными брусами и соединена со стержнем с возможностью вертикального перемещения.

На фиг. 1 дана схема рабочего наконечника устройства для определения механических свойст грунтов; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1.

Рабочий наконечник устройства включает стержень 1 с правой и левой навивкой резьбы для перемещения верхней 2 и нижней 3 гаек, раздвижные секторы 4 с окнами 5, покрытые снаружи эластичными оболочками 6 с прорезями 7, механизм выдвижения в виде парных рычагов 8 и 9, концы которых посредством шарниров 10-12 соединены с верхней 2 и нижней 3 гайками и пластинами 13, закрепленными на раздвижных секторах 4, поперечные лопасти 14 с отверстием для пальца 15, установленные с возможностью их горизонтального перемещения в пазах 16 Г-образных брусков 17, а также горизонтального и вертикального— в прорезях 7 эластичных оболочек 6. Г-образные бруски 17 имеют наружные выступы, установленные с возможностью их вертикального перемещения в окнах 5 раздвижных секторов 4. Последнее осуществляется с помощью кольца 18, жестко закрепленного на штанге 19. Стержень 1 выполнен с канавкой 20 для шпонки 21, через которую вращение штанги 19 передается на стержень

1. Стержень 1 центрируется верхним 22 и нижним 23 упорными подшипниками, закрепленными на прямоугольной раме 24, жестко соединенной с трубой 25.

Устройство работает следующим образом.

Рабочий наконечник устройства опускается в заранее пробуренную скважину и труба 25 фиксируется на заданной глубине. Около скважины монтируются приспособления для создания и измерения нормального и срезающего давления и деформации сжатия и среза грунта. Далее осуществляют вращение штанги 19, которое через шпонку 21 передается на стержень

1, закрепленный в верхнем 22 и нижнем 23 упорных подшипниках. Верхняя гайка 2 перемещается по резьбе вниз, а нижняя гайка 3 — вверх, создавая через шарниры

10 и 11, парные рычаги 8 и 9, шарниры

12 и пластины 13 горизонтальное нормальное давление на раздвижные секторы 4 и эластичные оболочки 6. При этом раздвижные секторы 4 через пальцы 15 и поперечные лопасти 14 увлекают за собой Г-образные бруски 17.

I1îïåðå÷íûå лопасти 14 вдавливаются в грунт, а эластичные оболочки 6 плотно облегают неровности грунта в стенках сква жины. Если некоторые поперечные лопасти

14 при горизонтальном их вдавливании встречают твердые включения, то соответствующие пальцы 15 срезаются и эти попе1090800

3 речные лопасти 14 отжимаются обратно к центральной оси рабочего наконечника и в оп ыт е не участвуют.

После создания на стенки скважины определенного нормального давления, контролируемого приспособлением для измерения нормального давления, по заданной программе производят срез грунта. Для этого штангу 19 перемещают вверх с помощью приспособления для создания срезающего давления, установленного около устья скважины. Срезающее вертикальное давление от штанги 19 на поперечные лопасти 14 передается через кольцо 18 и Г-образные бруски 17. При этом выступы Г-образных брусков 17 перемещаются вверх в окнах 5 раздвижных секторов 4, а поперечные лопасти 15

14 — в прорезях 7 эластичных оболочек 6 (раздвижные секторы 4 и эластичные оболочки 6 при срезе грунта неподвижны) . С помощью приспособления для измерения срезающего давления фиксируется максимальное срезающее давление.

Затем на этой глубине по заданной программе создают двухкратно более высокие нормальные давления на раздвижные секторы 4 и эластичные оболочки 6 и после создания каждого нормального давления производят срез грунта.

После производства опыта на одной глубине вращением штанги 19 снимают нормальное давление на грунт и поперечные лопасти 14 выводятся из грунта.

Рабочий наконечник извлекают из скважины. Устанавливают количество поперечных лопастей 14, участвующих в испытании грунта на срез. По результатам опыта строят график зависимости сопротивления грунта сразу от нормального давления и определяют прочностные характеристики грунта.

Применение предлагаемого устройства позволит повысить эффективность работ при определении механических характеристик крупнообломочных, песчаных и глинистых грунтов за счет того, что для производства одного опыта отпадает необходимость двухкратного разбуривания скважины, монтажа и демонтажа -устройства, а также повысить точность за счет отсутствия вертикального перемещения раздвижных секторов с эластичной оболочкой в процессе осуществления среза грунта.!

090800

Составитель Г. Мартынова

Редактор О. Юрковецкая Техред И. Верес Корректор Г. Огар

Заказ 2822/27 Тираж 644 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4