Установка для испытания грунтов давлением в скважинах

Установка для испытания грунтов давлением в скважинах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 53 4670 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено21.01.74 (21) 1990783/33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано05.11.76.Бюллетень №41 (45) Дата опубликования описания 03.03.77 (Ь1) И. Кл.

6 01 Й 3/10

Е 02 1) 1/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий

РЗ) УДК 624.131.375 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. Г. Елпанов и В. В. Лушников

Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТОВ

ДАВЛЕНИЕМ В СКВАЖИНАХ

Изобретение относится к установкам дпя определения механических свойств грунтов в скважинах и используется в области инженерно-строительных изысканий.

Известно устройство для испытания грунтов в скважинах, включаюшее цилиндрический штамп с раздвижными секторами, гидравлический домкрат и измеритепьные приспособления jl).

Недостатком устройства является то, что о оно имеет большой вес, а клиновый механизм не обеспечивает параллельное перемешение секторов.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство дпя 1а исследования деформационных и прочностных грунтов, включаюшее телескопическую несушую колонку со штампом, закрепленным на нижнем конце ее внутренней трубы, упорные плиты, смонтированные на шарнирных рычагах, распорный домкрат, силовое и измерительное приспособление(2).

Недостатком устройства является то, что оно имеет сложную конструкцию, небольшую плошадь загружения грунта, что снижа- 25 ет надежность получаемых данных о механических свойствах грунтов.

Бель изобретения — повышение точности измерения и упрошение конструкции установки.

Поставленная цепь достигается тем, что установка снабжена стабилизатором давления, выполненным в виде пружины и расположенными между домкратом и цилиндрическим штампом.

На фиг. 1 показана предложенная установка, обший вид; на фиг. 2 и 3 — то же, в разрезе, Установка состоит из двух основных узлов: А — цилиндрического штампа, Б - винтового домкрата.

Билиндрический штамп А содержит раздвижные секторы 1 с фиксаторами 2 и 3.

Раздвижные сегменты располагаются вокруг корпуса 4 и охвачены эластичной рубашкой 5 (выполненной, например, из резины) . Раздвижные секторы 1 удерживаются в проектном положении относительно корпуса 4 фиксаторами 2 и 3. Рычагами 6, 7 и 8 через шарниры 9, 10, 11, 12 и 13 раздвижные сек534670 торы 1 соединены с упорными фпанцами 14, 15, 16. Рубашка 5 на концах закрепленагайками 17 и 18. K фпанцу 14 прикреплена жесткая труба 19, на которой с помощью винта 2 О з акреп лен диск-фиксатор глубины 2 1.5

Винтовой домкрат Б имеет шток 22 и муфту 23 с внутренней резьбой и с рычагами 24. Шток 22 соединен шарниром 25 с фпанцем 16 и имеет в верхней частивинтовую упорную резьбу 26. На штоке 22 жест-щ ко закреплен фпанец 15.

Домкрат снабжен динамометром 27 с шайбами 28 и 29 и стабипизатором давления

30, выполненным в виде пружины. К шайбе

29 на кронштейне 31 крепится прогибомер

32 (устройство дпя измерения .линейных перемещений), соединенный с кронштейном 33 гибкой нитью 34. На гибкой нити 34 закреп.пена гиря 35. К шайбе 28 жестко прикреплен рычаг 36. 20

Установка работает спедуюшим образом.

Цилиндрический штамп Б опускается в заранее пробуренную скважину и на заданной глубине фиксируется диском фиксатором гпубинь 21 с помощью винта 20. На кронштей-д не 31 устанавливается прогибомер 32, гибкая нить 34 соединяется с кронштейном 33 и на ней закрепляется гиря 35.

Вращением муфты 23, с помощью рычагов 24, шток 22 перемешается вверх отнс - 30 сительно трубы 19, при этом одновременно перемешаются шарнирно соединенный со штоком фпанец 16 и жестко закрепленный на штоке фпанец 15, и, следовательно, расстояние между фланцем 14, жестко закреплен- 35 ном на трубе 19, и фланцами 15 и 16 сокращается, обуспавпивая поворот рычагов 6, 7, 8, на шарнирах 9, 10, 11. 12, 13, заставляя раздвижные сегменты 1 раздвигаться, перемешаясь в радиальном направлении. 40

Муфта 23 вращается до попного прилегания к стенкам скважины эластичной рубашки

5, охватывающей раздвижные сегменты 1.

Шайба 28, удерживаемая рычагом 36 в одном положении, предотвращает передачу кру- 4> тяшего момента от муфты 23 на динамометр

27 и пружину 30.

Ослаблением винта 20 диск-фиксатор 21 глубины открепляется от трубы 1 9, давая во можн ост ь свободного перемещения трубы 1 9 вдопь оси скважины. При этом вся установка держится в заданном положении за счет трения между грунтом стенок скважины и эластичной рубашкой 5.

Далее вращением муфты 23 через шток 22 5 систему рычагов 6, 7, 8 и раздвижные секторы 1, охваченные эластичной рубашкой 5, на стенки скважины передается давление заданными ступенями, величина которых контролируется по динамометру 27.

4

При этом растягиваюшие (составляющая) усилия от муфты 23, передаются через шток 22 на фпанцы 16 и 15, а сжимающие (составпяющая) через шайбы 28 и 29, динамометр 27, пружину 30 и трубу 1 9 на фланец

14. Под действием сжимающего усилия пружина 30 сжимается„накапливая потенциальную энергию.

Каждая ступень давления выдерживается до стабилизации радиальных деформаций стенок скважины, которые регистрируются через изменение расстояния междуфланцами 15, 16, и

14 по прогибомеру 32.

Радиальные деформации стенок скважины, обусловленные сжатием грунта, прилегающего к цилиндрическому штампу, не вызывают падения давления в установке, т. к. сжатая пружина-стабилизатор давления 30 через шток 22, жесткую трубу 19 и рычаги 6,7,8 постоянно давит на раздвижные секторы 1, перемещая их соответственно деформации грунта, на что расходует часть накопленной в ней (пружине) при сжатии потенциальной энергии, обеспечивая тем самым стабильность давления на стенки скважины.

Система, передающая давление от домкрата Б на раздвижные секторы 1 и включающая шток 22, трубу 19, фланцы 14, 15, 16 и рычаги 6, 7, 8 обеспечивает параллельное перемещение (под действием домкрата) раздвижных секторов 1, что исключает конусообразность цилиндрического штампа и обеспечивает постоянное по длине секторов давление на стенки скважины. Это обусловлено тем, что рычаги 6, 7, 8 имеют равную длину и закреплены через шарниры на фпанцах 14, 15, 16 таким образом, что рычаги 7 и 8 параллельны между собой, а рычаг 6 образует с рычагом 7 равносторонний треугольник, основанием которого является линия, соединяющая точки закрепления (шарниры 9 и 11) рычагов 6 и 7 на фпанцах 14 и 15.

Давление на стенку скважины передается возрастающими ступенями по заданной программе. По результатам опыта строят диаграмму "давление-деформация", по которой вычисляют механические характеристики грунта, Установка нуждается в тарировке, в результате которой получают график зависимости показаний динамометра 27 от давления, передаваемого раздвижными секторами 1 на стенку скважины, и график зависимости показаний прогибомера 32 от радиального перемещения раздвижных секторов 1.

Формула изобретения

Установка для испытания грунтов давлением в скважинах, включающая цилиндричес

534670 кий штамп с раздвижными секторами и рычажной системой, домкрат и систему измерения деформацин, о т л и ч а ю ш а яс я тем, что, с целью повышения точности измерения и упрошения конструкции установ- б ки, она снабжена стабилизатором давления, выполненным в виде пружины и расположенным между домкратом и цилиндрическим штампом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

% 64349 кл. 6 01 в 13/02, 1948 г.

2. Авторское свидетельство СССР

Мо 394693, кл. 6 01 и 3/10, 1971 .

Фиг. 2

Фиг. о

Р иг.7

Составитель B. Латушкин

Редактор И. Квачадзе ТехредМ. Левицкая Корректор В. Зорина

Заказ 5547/225 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП" "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4