Устройство для определения параметров закрепления грунтов в натурных условиях Российский патент 2024 года по МПК E02D1/00 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для количественной оценки параметров деформаций закрепленных грунтов.

Известно устройство - прессиометр с эластичными стенками, разделенный на три камеры: рабочую и две вспомогательные. С помощью нагрузки на эластичные стенки устройства, производят деформирование грунтов стенок скважин. С помощью пересчета приращения объема рабочей жидкости, нагнетаемой в рабочую камеру прибора, получают параметры сжимаемости грунтов. (Справочник по инженерной геологии-3-e изд., перераб. и доп./ Под редакцией М.В. Чуринова-М., Недра, 1981-325 стр-стр 172).

Ограниченность рассматриваемого устройства заключается в:

- невозможности раздельного определения сжимаемости грунтов в продольном и поперечном направлениях относительно осей проектируемого сооружения;

- невозможности применения в закрепленных грунтах из-за возможности разрыва эластичных стенок камер устройства.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для определения параметров механических свойств грунтов в натурных условиях, содержащее оперативный столик, штанги, крыльчатку, устройство для создания и измерения крутящего момента (Справочник по инженерной геологии- 3-е изд., перераб. и доп./ Под редакцией М.В. Чуринова.-М., Недра, 1981-325 стр-стр 178).

В качестве недостатков известного устройства можно перечислить следующие:

- изучение параметров механических свойств грунтов только в вертикальном направлении ниже забоя скважины, в этой связи устройство обладает недостаточными функциональными возможностями - невозможно оценить сжимаемость и прочность грунтов в горизонтальном направлении в разных по глубине точках грунтового основания;

- сложность, а порой невозможность внедрения крыльчатки в закрепленные грунты.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и надежности определения параметров закрепления грунтов.

Результат достигается тем, что устройство для определения параметров закрепления грунтов в натурных условиях, содержащее оперативный стол и вертикальную штангу, отличается тем, что устройство снабжено нагрузочным приспособлением, установленным на штанге и выполненным в виде параллелограмма из четырех шарнирно соединенных тяг, штанга выполнена с наружной резьбой и состоит из двух частей, соединенных карданной крестовиной, а нагрузочное устройство установлено на штанге с возможностью вертикального перемещения по резьбе при помощи шарниров, выполненных с резьбовыми отверстиями, при этом нагрузочное приспособление снабжено штампами, установленными с возможностью горизонтального перемещения, наружная поверхность штампов выполнена сферической, соответствующей диаметру скважины, оперативный стол установлен с возможностью вертикального перемещения, устройство также снабжено приспособлением для измерения деформации грунта, выполненным в виде индикаторов часового типа и видеокамер, соединенных со штампами.

Заявленное техническое решение отличается от прототипа тем, что оно позволяет эффективно и надежно определять степень закрепления грунтов по глубине как вдоль, так и поперек осей сооружения, используя при этом количественные параметры сжимаемости грунтов и величин крутящего момента, реализуемого для создания горизонтального давления на стенки выработки. Для этого используют нагрузочное устройство, установленное на штанге с резьбой в виде параллелограмма из шарнирно соединенных тяг, при этом части штанги соединены карданной крестовиной, а шарниры, установленные на штанге с возможностью вертикального перемещения, имеют резьбовые отверстия и упорную шайбу.

На фиг. 1 изображено устройство для определения параметров закрепления грунтов в натурных условиях, на фиг. 2 - узел 1 на фиг 1, на фиг 3 - узел 2 на фиг 1.

На фиг 1, 2, 3 изображены стол 1 с опорами телескопического типа 2, экран видеосвязи 3, устройство для создания и измерения крутящего момента 4, штанга, имеющая на поверхности резьбу, 5, карданная крестовина 6, упорная шайба 7, шарнирно соединенные тяги 8, штампы 9 с упорными пластинами 10, анкеры 11, индикаторы часового типа 12, видеокамеры 13, шарниры 14, шарниры, имеющие внутри отверстия с резьбой 15, зоны закрепленного грунта 16, выработка 17, рукоятка 18 штанги 5.

Работа устройства для определения параметров закрепления грунтов в натурных условиях осуществляется следующим образом:

- в закрепленном грунтовом массиве подготавливают выработку (скважину или шурф) 17, которая имеет зоны закрепленного грунта 16;

- с помощью опор телескопического типа 2 поднимают или опускают стол 1 и жестко с ним соединенную штангу 5 с шарнирно соединенными тягами 8 и штампами 9. Тем самым назначается необходимая глубина опробования закрепленного грунта;

- устанавливают на дневной поверхности опоры анкеров 11 с погружением в выработку 17, устанавливают индикаторы часового типа 12 и видеокамеры 13 до соединения их с упорными пластинами 10, штампов 9;

при этом видеокамеры 13 соединены с экраном видеосвязи 3, что позволяет наблюдать в режиме реального времени за показаниями индикаторов часового типа 12;

- вращая рукоятку 18 штанги 5, с помощью устройства для создания и измерения крутящего момента 4, передают его усилие через шарниры 15, имеющие внутри отверстия с резьбой, на шарнирно соединенные тяги 8, тем самым производят перемещение этих тяг в горизонтальном направлении, а следовательно, и штампов 9 с упорными пластинами 10;

- наблюдая за перемещением штампов 10 с помощью видеокамер 13, реализуют контакт штампов 9 со стенками выработки, записывают при этом начальный отсчет индикаторов часового типа 12;

- производя дальнейшее вращение рукоятки 18, передают сжимающее усилие штампам 9, с одновременной регистрацией их перемещений с помощью видеокамер 13 и индикаторов часового типа 12;

- регистрируя величины крутящего момента и перемещений штампов путем пересчета, определяют характеристики сжимаемости грунтов в данной точке, например, его модуля деформации;

- меняя положение стола 1 с опорами телескопического типа, устанавливают шарнирно соединенные тяги 8 со штампами 9 к другой по высоте точке выработки, при этом карданная крестовина 6 исключает перекос штанги 5;

- производя аналогичные вышеуказанным операциям процедуры, определяют значение характеристик сжимаемости в данной точке;

- производя сопоставление полученных таким образом характеристик деформационных свойств грунтов, делают вывод о характере и степени закрепления грунтов.

Заявленное техническое решение позволяет эффективно и надежно определять параметры закрепления грунтов.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для количественной оценки степени закрепления грунтов. Устройство для определения параметров закрепления грунтов в натурных условиях содержит оперативный стол и вертикальную штангу. Устройство снабжено нагрузочным приспособлением, установленным на штанге и выполненным в виде параллелограмма из четырех шарнирно соединенных тяг, штанга выполнена с наружной резьбой и состоит из двух частей, соединенных карданной крестовиной, а нагрузочное устройство установлено на штанге с возможностью вертикального перемещения по резьбе при помощи шарниров, выполненных с резьбовыми отверстиями, при этом нагрузочное приспособление снабжено штампами, установленными с возможностью горизонтального перемещения. Наружная поверхность штампов выполнена сферической, соответствующей диаметру скважины. Оперативный стол установлен с возможностью вертикального перемещения. Устройство также снабжено приспособлением для измерения деформации грунта, выполненным в виде индикаторов часового типа и видеокамер, соединенных со штампами. Технический результат состоит в повышении эффективности определения достоверных параметров закрепления грунтов в натурных условиях и расширении функциональных возможностей устройства. 3 ил.

Устройство для определения параметров закрепления грунтов в натурных условиях, содержащее оперативный стол и вертикальную штангу, отличающееся тем, что устройство снабжено нагрузочным приспособлением, установленным на штанге и выполненным в виде параллелограмма из четырех шарнирно соединенных тяг, штанга выполнена с наружной резьбой и состоит из двух частей, соединенных карданной крестовиной, а нагрузочное устройство установлено на штанге с возможностью вертикального перемещения по резьбе при помощи шарниров, выполненных с резьбовыми отверстиями, при этом нагрузочное приспособление снабжено штампами, установленными с возможностью горизонтального перемещения, наружная поверхность штампов выполнена сферической, соответствующей диаметру скважины, оперативный стол установлен с возможностью вертикального перемещения, устройство также снабжено приспособлением для измерения деформации грунта, выполненным в виде индикаторов часового типа и видеокамер, соединенных со штампами.