Устройство для отбора проб грунта из монолита Советский патент 1983 года по МПК G01N1/04 

Изобретение относится к инженерно-геологическим изысканиям грунтов для строительства, мелиорации, для определения физико-механических свойств грунтов и может использовать ся при отборе из монолитов проб слабых, в частности торфяных, грунтов с ненарушенной структурой. Известно устройство для механизированного заполнения колец компрессионных приборов грунтом из монолита, включающее пресс, стол, вырезающее приспособление, выполненное составным из полугильз, верхняя часть которых закрыта крышкой и имеет по внутренней поверхности проточки для размещения кольца, а их нижняя часть выполнена в виде тонкостенного кольцевого ножа, смонтированного с возможностью вертикальных перемещений в образованной в столе сквозной коль цевой прорези ClJОднако данное устройство не позволяет сохранить естественную структуру у связных, легкодеформируемых, грунтов, поскольку вырезание образца осуществляется под действием значительной нагрузки., создаваемой прессом, пассивным методом. ,Заостренное лезвие кольцевого ножа при его посту пательном движении не прорезает полностью волокнистую структуру слабых грунтов, деформирует пробу вследстви волочения элементов структуры. Это приводит к изменению свойств грунта в пробе, особенно плотности, влажнос ти, пористости. Кроме того, устройст во позволяет отобрать пробу дишь в одно кольцо, после чего необходима разборка устройства, а затем подготовка к следующему опыту, следствием этого является сниже ние производител ности отбора. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для отбора образцов торфа ненарушенной структуры из крупных монолитов, содержащее внешний и внут ренний цилиндры с зубьями на нижних концах и накатанными буртиками на верхних 2.. Однако известное устройство не позволяет осуществить расчленение отобранной пробы грунта на образцы заданной высоты непосредственно в ци линдре. Отобранная таким устройством проба грунта выдавливается из внут реннего цилиндра, а затем уже разрезается на образцы нужной высоты. При выдавливании из устройства слабые грунты, особенно водонасыщенные, малоустойчивые , обладающие изменчивостью формы торфяные грунты, существен но деформируются, вследствие чего частично изменяются и их свойства в отобранных пробах: происходит деформирование, частичное разрушение, сближение элементов структуры, повыается плотность, снижается влажность грунта, изменяются компрессионные, реологические характеристики. Цель изобретения - повышение точности оценки свойств пробы грунта. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для отбора проб грунта из монолита, содержащем внешний и внутренний цилиндры с зубь.ями на нижних концах и накатанными буртиками на верхних, внутренний цилиндр выполнен в виде набора гильз, установленных с зазором относительно друг друга и выполненных с резьбой, и снабжен разъемными кольцами с выступами, установленными между .гильзшчи, и втулками с внутренней резьбой и сквозной прорезью на боковой: поверхности, при этом ширина прорези соизмерима с шириной разъемного кольца. Такое устройство позволяет отбирать из монолита грунта образцы ненарушенной структуры различной высоты. Устройство обеспечивает возможность горизонтальной подрезки пробы, ее расчленения наобразцы заданной высоты непосредственно в жестком внутреннем цилиндре, а образцы, размещенные в гильзах, использовать непосредственно по назначению. Устройство обеспечивает сохранение естественного сложения пробы, поскольку расчленение ее на образцы не связано с дополнительными воздействиями и перемещениями.; На фиг.1 представлено устройство, общий ВИД; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - гильза, разрез; на фиг.4 - соединительная втулка; на фиг.5 - разъемное кольцо; на фиг.6 нож горизонтальной подрезки. Устройство для отбора проб из монолитов содержит внешний 1 и внутренний цилиндры с острыми зубьями 2 на одном кольце и накатанными буртиками 3 на другом. Внутренний цилиндр является составным из отдельных гильз 4 с внешней резьбой 5 на концах, установленных с зазором в соединительных втулках б, имеющих двустороннюю внутреннюю резьбу 7, а также из разъемных колец 8 с выступами 9, помещенных в зазоре между гильзами 4. Сбе- . динительная втулка б выполнена со сквозной прорезью 10 на боковой безрезьбовой поверхности. Горизонтальная подрезка пробы грунта осуществляется ножом 11. . Устройство работает следующим образом., Сборку устройства производят в такс 4порядке. Собирают внутренний цилиндр. Для этого завинчивают гиль ы 4 в соединительные втулки 6. Через вырезы 10 на боковой безрезьбовой поверхности соединительных втулок 6

вставляют в зазор между гильзами 4 разъемные кольца 8. Внутренний цилиндо вставляют во внешний ципкндр 1. Выступы 9 разъемных колец 8 упираются во внешний цилиндр 1, что предохраняет разрезное кольцо 8 от выпадания. Таким образом гильзы 4 и разъемные кольца 8 образуют герметичную емкость внутреннего цилиндра. Собранное устройство устанавливают горизонтально на монолит грулта. Одной рукой за накатанные буртики 3 придерживают .наружный цилиндр 1, а другой за накатанные буртики поворачивают внутренний цилиндр. Вращательное усилие от накатанных буртиков 3 через гильзы 4 и соединительные втулки 6 передается зубьям 2. В результате этого грунт и его структура активно прорезаются зубьями 2 двух цилиндров, а образец правильной цилиндрической формы nc naдает во внутренний цилиндр. По мере вырезания пробы устройство погружается в монолит грунта, а внутренний цилиндр соответственно заполняется грунтом ненарушенной структуры. После заполнения внутреннего цилиндра грунтом, о чем судят по положению накатанных буртиков 3 относительно поверхности монолита или визуально по положению пробы в цилиндре, п6дрезают колонку отобранного грунта у основания. Убирают устройство с монолита и приступают к расчленению отобранной пробы на отдельные образцы. Для этого снимают внешний цилиндр 1, помещают внутренний цилиндр с отобран , ной пробой на ровную поверхность. За выступы -9 вынимают верхнее разъемное кольцо 8. В вырез 10 соединительной втулки 6 и зазор между гильзами 4 вставляют нож 11 и осуществляют горизонтальную подрезку образца. Вывинчивают гильзу 4 с подрезанными снизу образцом из соединительной втулки 6. Затем аналогично последовательно извлекают другие разъемные кольца 8, осуществляют горизонтальную подрезку пробы, вывинчивают гильзы 4 с образцами из соединительных втулок б. По окончании гильзы с образцами грунта ненарушенной структуры имеют правильную цилиндрическую форму. Образцы вместе с гильзами непосредственно используются для определения плотности в реологических, компрессионных и других опытах.

При повторном отборе из монолита пробы ненарушенной структуЕЙ используют набор других гильз, если .гильзы с отобранными образцами не могут быть :освобождены к моменту повторного отбора. Применяя гильзы разной высоты, можно производить отбор образцов грунта ненарушенной структуры разной высоты.

Использование предлагаемого уст-, ройства позволяет повысить точность оценки свойств в отобранных пробах. Точность оценки плотности верхних слоев торфяных грунтов в образцах парой высоты (h 2 см ) повышается на 125% за счет сохранения естественной структуры при отборе. Устройство позволяет отобрать образцы грунта разной высоты и сразу в гильзы. Отбор проб сразу в гильзы, без дополнительных воздействий -и перемещений грунта позволяет сохранить структуру грунта наиболее близкой к естественной/ что отвечает требованиж)4 тщательного от образцов для длительных, сложных компрессионных, реологических и др. опытов. Точность оценки реологических параметров вязкость, пределы текучести ) при использова1}ии образцов высотой 3 см и диаметром 7,14 см, отобранных предлагаемым устройством, вследствие меньшего по сравнению с прототипом нарушения структуры повышается на 20%.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ГРУНТА ИЗ МОНОЛИТА, содержащее внешний и внутренний цилиндры с эуоьями на нижних концах и накатанными бур тиками на верхних, о т л и ч а ю 14 е е с я тем, что-, с целью повьвйения точности оценки свойств пробы грунта, внутренний цилиндр выполнен в виде набора гильз, установленных с- зазором друг относительно друга и выполненных с резьбой, и снабжен разъемньадй кольцами с выступами, установленгадаш между гильзами, и втулками с внутренней резьбой и сквозной прорезью на боковой поверхности, при этом ширина прорези соизмерима с шириной разъемного кольца. to 1C оо 4 Kl.

Л

Фиг.2

ФааЗ

f

/f

/