Устройство для определения динамических характеристик грунта в скважине

Устройство для определения динамических характеристик грунта в скважине

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советски н

Социалистических

Республик iii 771334

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.05.78 (21) 2616015/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М K.÷ з

Е 21 С 39/00

Государственный комитет

Опубликовано 15.10.80. Бюллетень ¹ 38

Дата опубликования описания 20.10.80 (53) УДК 622.35 (088.8) ао делам изобретений н открытий

В. Г. Елканов, В. В. Душников, Н. С. Швец, Ю. Б. Рахлин и С. А. Коваленко (72) Авторы изобретения

Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт Министерства высшего и среднего специального образования РСФСР (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТА В СКВАЖИНЕ то

Изобретение относится к инженерно-строительным изысканиям и используется для определения динамических характеристик грунтов, коэффициентов жесткости и демпфирования в полевых условиях.

Известны устройства, предназначенные для определения коэффициентов жесткости и демпфирования под подошвой штампа, состоящие из штампа, установленного на поверхности грунта, вибратора инерционного действия и виброизмерительной аппаратуры (1). Определение коэффициентов жесткости и демпфирования производится по результатам обработки резонансной кривой системы штамп-грунтовое основание, полученной в результате исследований вынужденных колебаний такой системы. Кроме того, коэффициент жесткости грунта может быть получен независимо и в результате испытаний статической нагрузкой.

Недостатком этого устройства является то, что оно имеет большой вес, не позволяет определять динамические характеристики грунта на глубине от отметки расположения подошвы фундамента без разрушения грунтового основания.

Известно устройство для определения динамических характеристик грунта в скважине, включающее цилиндрический штамп с раздвижными сегментами и рычажной системой, винтовой домкрат и систему измерения деформаций (2).

Недостатком этой установки является то, что она не позволяет определить коэффициент демпфирования грунта.

Цель изобретения — обеспечение одновременного определения коэффициентов жесткости и демпфирования грунта путем учета различной частоты его колебаний.

Цель достигается тем, что шток винтового домкрата выполнен полым и имеет вал с регулируемым дебалансом, размещенный внутри него, а рычажная система имеет стопор для фиксации положения штока домкрата.

При этом раздвижные сегменты имеют округленные наружные поверхности.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 — то же, поперечный разрез.

Устройство состоит из трех основных узлов: цилиндрического штампа (А); винтового домкрата с полым штоком, внутри которого установлен вал с дебалансами (Б), 771334 двигателя с регулиру регулируемой скоростью враше- Затем включается двигатель, вращение которого с помощью гибкого вала 23 переЦилиндрический штамп (А) включает дается валу 20 с закрепленными на нем дераздвижные сегменты 1, расположенные вок- балансами 21, 22. руг корпуса и ох

2 охваченные эластичной обо- Регулированием скорости вращения двилочкои, рычажную сист у, " 3, систему состоящую из гателя производят динамические испытания

1 рычагов 4, 5, 6, шарнирно соединенных с упор- грунта в исследуемом диапазоне частот колеными фланцами 7, 8, 9. К фланцу 7 прикреп- баний. Параметры колебаний регистрируются лена жесткая труба 10, в стенке верхней час- с помощью виброизмерительной аппаратуры. ти которой имеется резьбовое отверстие для По результатам опыта строятся амплитудстопорного винта 11. Внутри трубы 10 нахо- но-частотная и фазочастотная характерисдится шток 12. На трубе 10 закреплен диск- 5g тики системы цилиндрический штамп грунт, по которым, используя рассчитанные

Винтовой домкрат (Б) состоит из поло- на основе экспериментальных данных перего штока 12 с винтовой упорной резьбой в даточные функции динамической системы, верхнеи части, на кото котором жестко закрепле- вычисляются коэффициенты жесткости и ны фланцы 8, 9 и установлен подвижный демпфирования грунта как функции частофланец 7, и муфты 14 с внутренней трубой 5 ты колебаний. и рычагами 15. Устройство необходимо тарировать для

Д с бжен динамометром 16, ста- получения графика зависимости показаний

Домкрат сна жен динам б ром давления 17 выполненным в динамометра 16 от давления, передаваемоилизатором дав виде пружины, и прогибомером 18 (устрой- го раздвижными сегментами у I ством для измерения ли линейных перемеще- скважины, и графика зависимости показа20 ний прогибомера 18 от радиальных перемений). в 1.

Вн т и полого штока 12 на подшипниках щений раздвижных сегментов

19 установлен продольный вал 20, на котором име ются подвижный 21 и неподвиж- женным в нем валом с дебалансами позвоные 22 дебалансы. Продольный вал 20 с де- ляет проводить динамические испыт рубалансами 21, 22 посредством гибкого вала 25 тов в скважинах с одновременным определе23 соединен с двигателем (на фигурах не нием коэффициентов жесткости и демпфиропоказан) . Для регистрации параметров ко- вания, что невозможно в известной установлебании в верхнеи и нижней ча ней частях цилинд- ке для испытания грунтов давлением в сква(А) становлены вибро- жинах. Возможность динамических испытадатчики 24, на продольном валу 20 укреп- ний на различных глубинах без разрушения лен якорь 25, а на внутренней стенке полого грунтового основания позволяет достоверштока 12 — датчик 26 амплитуды динами- нее определять динамические свойства грунческой силы. Вибродатчики 24 и датчик 26 тов, а значит и точнее прогнозировать повеамплитуды динамической с еской силы соединены с дение фундаментов и подземных сооружений виброизмерительнои аппарат ой б " ратурой (на чер- при динамических и сейсмических нагрузках.

Устройство работает следующим обра- 1. Устройство для определения динамических характеристик грунта в скважине, зом.

Поворотом подвижного дебаланса 21 вок- включающее цилиндрический штам с р п азруг оси продольного вала 20 устанавливает- . движными сегментами и рычажной системой, ся требуемая величина эксцентричного мо- винтовой домкрат и систему измерения де4о формаций, отличающееся тем, что, с целью

Цилиндрический штамп (А) опускается в одновременного определения коэффициентов заранее пробуренную скважину и устанав- жесткости и демпфирования грунта путем ливается на заданной глубине с помощью учета различной частоты его колебаний, шток диска-фиксатора 13. Вращением муфты 14 винтового домкрата выполнен полым и имеет с помощью рычагов 15 шток 12 перемещает- вал с регулируемым дебалансом, размещенся вверх относительно трубы 10, при этом ный внутри него, а рычажная система имеет под действием рычажной системы, состоя- стопор для фиксации положения штока домшей из рычагов 4, 5, 6 и упорных флан- крата. цев 7, 8, 9, сегменты 1 раздвигаются, пере- 2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, мешаясь в радиальном направлении, созда- что.раздвижные сегменты имеют округленют нормальное статическое давление к по- 5е ные наружные поверхности. верхности ствола скважины, поддерживающееся постоянным под действием сжимаюшего усилия пружины стабилизатора 17, величина которого контролируется динамо- периментальное изуче и д " из чение взаимодействия метром 16. При заданной по программе ис- вертикально колеблющегося фундамента и пытаний ступени статического давления по- его основания, — «Основания, фу д

5S, — «Основания ф ндаменты лый шток 12 винтового домкрата (Б) за- и механика грунтов», № 2, 1976, с. 15 — 19. крепляется неподвижно относительно тру- 2. Авторское свидетельство ССС бы 10 с помощью винтов-фиксаторов 11. № 534670, кл. G 01 N 3/10, 1976 (прототип). < /

771334

Составитель Л. Березкина

Редактор Г. Мозжечкова Техред К. Шуфрич Корректор Н. Стен

Заказ 6654/45 Тираж 626 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K — 35, Раушская наб., д. 4/5

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