Устройство для определения сопротивления грунта сдвигу

Устройство для определения сопротивления грунта сдвигу

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТА СДВИГУ; включающее трубчатый корпус и внутреннюю штангу с рукояткамн. верхние и нижние парные лопасти, расположенные на корпусе и внутренней штанге соответствеиио . и измерительное приспособление , отличающееся тем. что, с целью повышения производительности труда при испытании грунта путем облегчения заглубления лопастей и точности измерений, корпус и внутренняя штанга снабжены упорами , верхние и нижние парные лопасти соединены одна с другой шарнирио и расположены в двух параллельных плоскостях с одной стороны от корпуса и внутренней штанги, причем в каждой паре ширина одно лопасти больше другой на 5-10 мм. 2. Устройство по п. i, отличающееся тем. что в корпусе и на нижних лопастях выполнены пазы, ширииа которых равна толщине соответственно лопасти и стенки корпуса, a длина - половнне высоты лопастей ., 4 ОО 00

злу Е 02 D 100

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЫТ)Ф (2 l ) 359! 262/29-33 (22) 13.05.83 (46) 23.09.84. Бюл. № 35 (72) Е. Т. Базин, В. И. Косов и Н. В. Лавров (7l) Калининский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (53) 620.075.24 (088.8) (56) I. Авторское свидетельство СССР № 619569, кл. Е 02 D I 00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 992655, кл. Е 02 D 100, 1981. (54) (57) 1. УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТА

СДВИГУ; включающее трубчатый корпус и внутреннюю штангу с рукоятками, верхwe и нижние парные лопасти, расположенные иа корпусе и внутренней штанге соот.,80„„1114? 38 A ветствеино, и измерительное приспособление, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности труда при испытании грунта путем облегчения заглубления лопастей и точности измерений; корпус и внутренняя штанга снабжены упорами, верхние н нижние парные лопасти сое- динены одна с другой шарнирно и расположены в двух параллельных плоскостях с одной стороны от корпуса и внутренней штанги, причем в каждой паре ширина одной лопасти больше другой на 5 — 10 мм.

2. Устройство по п. l, отличающееся тем, что в корпусе и на нижних лопастях выполнены пазы, ширина которых равна толщине соответственно лопасти н стенки корпуса, а длина — половине высоты лопастей.

1114738

Изобретение относится к инжеиернс геологическим изысканиям в строительств, мелиорации, геологоразведке н может быть использовано для определения прочности слабых грунтов на сдвиг.

Известно .устройство для определения сопротивления грунтов сдвигу, состоящее из соосно установленных между собой внутренней и наружной штанг, четырехлопастной сварной крыльчатки, которая жестко крепится на внутренней штанге в нижней ее части, измерительной головки и рукояток, расположенных в верхней части штанги.

На штанге укреплен разгрузочный нож для обрезания грунта вокруг крыльчатки (! (.

Недостатком данного устройства является низкая точность измерения за счет образования уплотненной зоны под крыльчаткой, трудоемкость при ее задавливании в грунт с волокнистым каркасом, к которому относится и торф.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для определения сопротивления грунта сдвигу, включающее трубчатый корпус и внутреннюю штангу с рукоятками, верхние и нижние парные лопасти, расположенные на корпусе и внутренней штанге соответственно, и измерительное приспособление (2).

Однако большая ширина лопастей крыльчатки вынуждает затрачивать большие усилия при заглублении и извлечении ее из грунта. При большей ширине лопастей воз растает вероятность их встречи с корневищами и древесными включениями, увеличиваются размеры уплотненной зоны под крыльчаткой, образующейся во, время ее заглубления, а это обуславливает снижение производительности определения сопротивления грунта сдвигу эа счет повышенного сопротивления заглублению крыльчатки и уменьшает точность измерений.

Цель изобретения — повышение производительности труда при испытании грунта путем облегчения заглубления лопастей и точности измерения.

Цель достигается тем, что устройство для определения сопротивления грунта сдвигу, включающее трубчатый корпус и внутреннюю штангу с рукоятками, верхние и нижние парные лопасти, расположенные на корпусе и внутренней штанге соответственно, и измерительное приспособление, корпус и внутренняя штанга снабжены упорами, верхние и нижние парные лопасти соединены одна с другой шарнирно и расположены в двух параллельных плоскостях с одной стороны от корпуса и внутренней штанги, причем в каждой паре ширина одной лопасти больше другой на 5 — 10 мм.

Кроме того, в корпусе и на нижних ло. пастях выполнены пазы, ширина которых равна толщине соответственно лопасти и стенки корпуса, а длина — половине высоты лопастей.

На фиг. 1 изображена схема рабочей части устройства с размещенными лопастями; на фиг. 2 — схема устройства перед заглублением в массив грунта (вид сбоку); на фиг. 3 — схема лопастей в рабочем положении; на фиг. 4 — то же, при заглублении их в грунт; на фиг. 5 — схема устройства в рабочем положении; на фиг. 6 — то же,при его заглублении в грунт или подъеме из грунта.

Устройство включает нижние 1 и верхние 2 лопасти, входящие aV-образное углубление 3, образуемое косыми срезами при сложении нижних лопастей, причем одна лопасть, как нижняя, так и верхняя, стоящая первой по ходу вращения часовой стрелки на величину 5 = 5 — !0 мм шире, чем другая. Верхние лопасти 2 соединены одна с другой при помощи шарнира 4 в верхнеи половине корпуса 5, который имеет с одной стороны упор 6, а нижние лопасти i закреплены при помощи шарнира 7 на внутренней штанге 8, также имеющей с одной стороны упор 9. В стенках корпуса 5 размещены два диаметрально расположенных паза 1О, по ширине равных толщине и по длине — половине высоты лопастей крыльчатки, а в нижних лопастях 1 размещены два паза 1, по ширине равных толщине стенок корпуса 5 и по длине — также половине высоты лопастей. В верхней части устройство имеет рукоятки 12 с измерительной головкой

13. На корпусе размечены риски !4.

Устройство работает следующим образом.

При заглублении в грунт верхние лопасти 2 в сложенном состоянии косыми срезамн в своей нижней части вставлены в У вЂ” образное углубление 3, образуемое при сложении нижних лопастей 1, фиксируя таким образом их взаимное расположение друг над другом в двух параллельных плоскостях с одной стороны от корпуса 5 и внутренней штанги 8. 3а рукоятки J2 нижние лопасти и верхние лопасти 2 заглубляют в сложенном состоянии на нужную глубину в грунт, определяемую по рискам !4 на корпусе 5.

Затем поворачивают рукоятки 12 по часовой стрелке на 180, при этом за счет того, что одна из лопастей, стоящая первой по ходу часовой стрелки, как для нижних лопастей 1, так и для верхних лопастей 2 шире, чем другая, на величину б = 5 — 10 мм, верхние 2 и нижние лопасти 1 раскрываются и находятся друг над другом в одной плосности. Фиксация лопастей в раскрытом положении осуществляется за счет упоров б и 9, с которыми входят в зацепление соответственно более широкие (на величинуб) верхняя и нижняя лопасти. Заглубляют устройство далее на величину, равную высоте лопастей крыльчатки, за нижнюю рукоятку 12 приподнимают верхние лопасти

11!47З8

15 го

45 на 5 в 10 см и поворачивают нх на 90, что определяется по взаимному расположению рукояток 12. Надавливая на ту же нижнюю рукоятку 12, производят эадавливание верхних лопастей 2 по внутренней штанге 8. При этом два диаметрально расположенных на корпусе 5 паза 10, равные по длине половине высоты лопастей, входят в соседние с нижними лопастями 1, а пазы l I в нижних лопастях 1, также равные по длине половине высоты лопастей, входят в соединение с корпусом 5, образуя таким образом обычную четырехлопастную крыльчатку, нижние лопасти 1 н верхние 2 которой в рабочем положении находятся в строго перпендикулярном направлении за счет взаимного расположения пазов 10 и i l, упоров б и 9, а также того, что ширина пазов I I на нижних лопастях 1 равна толщине стенок корпуса 5, а ширина пазов !О в корпусе 5 равна толщие лопастей 1.

Извлечение устройства из грунта производится в обратном порядке. Сначала подъемом на высоту, чуть большую высоты лопастей крыльчатки, за нижнюю рукоятку

l2 выводят иэ соединения, в котором они находились благодаря пазам 10 и 11, ниж. ние и верхние 2. лопасти. Затем, поворачивая против часовой стрелки íà 180 верхнюю рукоятку 12, складывают нижние лопасти .1, поворотом на 180 против часовой стрелки нижней рукоятки 12 складывают верхние лопасти 2, доворачивают в том же направлении еще на 90 нижней рукояткой

12 верхние лопасти 2 так, чтобы они встали над нижними с одной стороны от корпуса 5 и внутренней штанги,8 и за верхнюю рукоятку 12 извлекают устройство из грунта в сложенном состоянии.

Использование предлагаемого устройства позволяет, незначительно усложнив конструкцию существующих, повысить точность измерения сопротивления грунта сдвигу за счет сохранения естественной его структуры в зоне работы крыльчатки и снижения вероятности «волочения» корневищ н травяно-древесных неразложившихся остатков (в случае испытаний органического нли органоминерального грунта) по сравнению с «нескладывающейся» крыльчаткой. В предлагаемом устройстве лопасти входят в грунт в сложенном состоянии, располагаясь с одной стороны от корпуса и внутренней штанги в параллельных плоскостях, т.е, эадавливание их в грунт происходит по принципу лопаты, что значительно снижает трудоемкость этой операции и облегчает работу с устройством. При большой пнистости в торфяных грунтах фактор складывания лопастей играет важную роль, так как при прохождении горизонта с пнями вероятность попадания на пень крыльчатки со сложенными лопастями уменьшается в двараза. Соответственно уменьшается вероятность встречи с корневищами и другими травяно-древесными неразложившимися остатками. Усилие задавлнвания предлагаемой крыльчатки в торфяной грунт в 1,5 — 2 раза меньше, чем известной. Раскрытие лопастей крыльчатки в залежи происходит благодаря тому, что верхняя и нижняя лопасти, расположенные в одной плоскости первымн по направлению вращения часовой стрелки, шире других на величину 6 = 5 — 10 мм.

Такое различие в ширине лопастей,обеспечивает их раскрытие даже в слабых торфяных грунтах, прочность которых на сдвиг составляет 2 — 45 кПа. При различии в ширине лопастей свыше 10 мм происходит асимметричный сдвиг исследуемого грунта, при различии в ширине лопастей менее 5 мм в слабых грунтах не происходит раскрытие лопастей крыльчатки.

Извлечение устройства иэ грунта производится также в сложенном состоянии. Это позволяет значительно снизить трудоемкость этой операции, так как уменьшается вероятность зацепления лопастей крыльчатки за корневища, пнн и различные неразложившиеся травяно-древесные остатки при ее подъеме. Размеры пазов, их расположение, а также расположение упоров позволяют строго фиксировать верхние и нижние лопасти при их сочленении во вэаимноперпендикулярных плоскостях. В этом случае конструкция представляет обычную четырехлопастную крыльчатку в соответст- вии с ГОСТ-21719 — 80, которой определяют сопротивление грунта сдвигу методом вращательного среза. Производительность определения сопротивления грунта сдвигу возрастает на 40 /р за счет облегчения заглубления лопастей в массив грунта.

31 l4738

l l l 473S

Фиг.4

Фиг. 7

Фиг. Б

Составитель P. Погосян редактор Аг. Шандор Техред И. Верес Корректор А. Знмокосое

Заказ 6393/I9 Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I l3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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