Лопастной прессиометр-сдвигомер Советский патент 1983 года по МПК E02D1/00 G01N3/24 

Изобретение относится к инженерной геологии, а именно к устройствам для определения деформативных и прочностных характеристик грунтов в массиве ири изысканиях в строительстве.

Известен лопастной механический прессиометр, включающий наружную и внутреннюю колонны штанг, нагрузочное и измерительное ириснособления, рабочий наконечник двутавровой формы сечения с нлоскими штампами в боковых стенках, снабженными грунтозацепами, и связанные через реечно-гиеетеренчатый редуктор с нагрузочным и измерительным нриснособлениями 1 .

Недостатки устройства состоят в невозможности нроведения нескольких поочередных ступеней иресснометрических и сдвиговых исныта1и-1Й из одного положения рабочего наконечника и невозможности исиытания грунтов с забоя обсаженной скважины.

Наиболее близким к предлагаемому является лопастной пресеиометр-едвигомер, содержащий нагрузочное и измерительное приспособле1 ия, на)ужну1о и вну1реннюю колонны 1итан1 рабочий наконечник двутавровой формы еечения, установ.ченный на нижнем конце наружной колонны и содержащий в боковых стенках плоские подвижный и неподвижный нггамны, на внутренних сторонах которых закреплены горизонтальные рейки, шестеренчатый редуктор, связанный посредством внутренней колонны е нагрузочн1 1м нриснособлепием, установлен И11м иа верхнем конце наружной колонны и включаюидим пару балапсиров с грузами и цилиндричеекий редуктор, связанный с внутренней колонной, причем наружная сторона подвижного п тампа снабжена грунтозаценами 2.

Однако известный лопастный нрессиометр-сдвигомер характеризуется недостаточной точностью измерений и значительной трудоемкостью испытаний.

Цель изобретения - 10В1 1И1ение точности измерений.

Поставленная цель доетпгается тем, что в лонаетном прессиометре-сдвигомере, содержащем на1рузочное и измерительное ириснособле1П1я, паружную и внутреннюю колонны штанг, Jaбoчий наконечник двутавровой формы сечения, установленный на нижнем конце наружной колонны и содержап.11Й в боковых стенках нлоские подвижный и неподвижный штампы, на впутренпих сторонах которых закреплены iорнзопта.чьпые рейки, пгестеренчатый редук Ч)р, связанный посредством внутренней ко.чонпы с нагрузочным приспособлением, установленным на верхнем конце наружной колонны и включающим нару балансиров с грузами и цилиндрический редуктор, связанный с внутренней колог.ной, причем наружная сторона подвижного штампа снабжена грунтозацепами.

нагрузочное приспособление снабжено доно.шительны.ми 1илиндрическим редуктором и парой балансиров с грузами, внутренняя колонна выполнена в виде двух параллельных тяг и снабжена вертикальными зубчатыми рейками, закреп.енными на верхних и иижних коннах тяг, неподвижный штамп выполнен в виде боковой стенки рабочего наконечника. горизонтальная рейка нодвижного Н1тампа выполнена из двух взаи.мно подвижных звеньев, установленных на одной оси врашения, одно из которых выполнено в виде шестерни, жестко закрепленной на оси подвижного штампа и входяпхей в зацепление е вертикальной зубчатой рейкой одной из тяг, а другое - в виде червяка, связанного посредство.м Н1естеренчатого редуктора с вертикальной зубчатой рейкой другой тяги.

Ири этом грунтозапепы на подвижном штампе расположены радиалыю.

На фиг. I пзображен лопастный iijieccHoметр-сдвигомер, общий вид; на фиг. 2

разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 приннипиальная схема рабочего наконечника; на фиг. 4 - разрез Б--Б на фиг. 3.

Устройство содержит наружную колонну 1 штанг, нагрузочное нриснособ.ление 2, измерительные приспособления (прошбомеры) 3, рабочий наконечшж 4.

Нагрузочное н)иенособление 2 состоит из корпуса 5, двух пар шестерен 6, вхоДЯ1ЦИХ в :5ацеплепие с вертикальпьгми зубчатыми рейками 7, закрепленными на верхних концах тяг 8, двух пар 6a,iaiiciipoB 9 с грузами 10, подвешиваемыми па тросах 11; фиксаторов 12 и лимбов 13, обесиечивак.нм синхронность поворота балансиров 9 и нкстерен 6.

Рабочий наконечник 4 еостоит из двутаврового корпуса 14, неподвижного плоского штамна 15 в виде боковой стенки кг)рпуса, подвижпого п тамна К) с 1фунтозанепами 17, горизонтальной рейки 18, звено 19 которой (в виде шестерни) входит в занеп„менне с вертикальной зубчатой 1ей;чон 20 на нижнем конце одной из тяг 8. Вт(.)рой конец 21 этого звена рейю размещен в отверстии другого звена 22 (в ниде червяка) рейки 18, которое связано с вертн1 альной зубчатой рейкой 23 дру|-ой из тяг 8 посредством П1естеренчатого редчктора 24.

Устройство работает следуюпигм образом.

К рабоче.му наконечнику 4 поочередно присоединяют но одно.му звену тяг 8 (к выстунающим хвостовикам реек 20 и 23) и затем одно звено наружной колонны 1. (, но.мон1ью установки прикладывают статическую или динамическую нагрузку к наружной колонне и погружают рабоч1 Й н.аконечник в грунт. Наращивая Г10очередп(| внутреннюю и наружную колонны, П01ружают рабочий наконечник на зaдaннyк г,::убину, оставляя над поверхностью грунта 1,2-1,5 м. Крепят к верхнему концу наружной колонны корпус 5 нагрузочного устройства (шестерни 6 и балансиры 9 с тросами 11 смонтированы на нем). Устанавливают в корпус 5 и соединяют с тягами 8 верхние вертикальные зубчатые рейки 7. Устанавливают на корпус 5 кронштейны с прогибомерами. 3, навешивают на них струны с гирями и соединяют с рейками 7. Отжимают подпружиненные фиксаторы 12, взводят балансиры 9 и отпускают фиксаторы в нужные отверстия лимбов 13. Навешивают тарированные грузы 10 на тросы 11 двух балансиров 9, связанных кинематически со звеном, 22 горизонтальной рейки 18 и проводят первую ступень прессиометрических испытаний по заданной программе. При iTO.M осадку грунта иод прессом 16 по вре.мени фиксируют по прогибомеПо окончании первой ступени прессиометрических испытаний навеишвают тарированн1)1е грузы на тросы 1 1 двух других палансиро 9, связанных кинсматичоскн со звеном 19 горизонта.и.ной рейки 18, и нроизводят сдвиг грунта иод прессом 16. По друго.му ирогибомср фиксируют угол поворота лопасти. Все операции повторяют количество раз со1-лас 1о программе. Расчет .1оду.1я дефо)ма11ии грунта но резу.1ьтатам нрессиометрических исиытанш ведется с учетом поправочного ко9ф(|)инпента. учит1)1ваюн1е1Ч) различньи ход иодннжного 16 и ненодвнжного 15 нрессов, обрагно пропорционально нх площадям. Предлагаемое устройство позволяет испытывать деформационные и прочностные свойства практически ,iio6i)ix иескал,ных грунтов, в том числе плотных и в.пажных несков, песков с вк,1юченнем 1равия и с прослойками раку нечника с акватории, в массиве, с забоя обсаженной скважины. .1()е сечение рабочего наконечника обеспечивает минима,1ьное уси.ше погружения.

.

1. ЛОПАСТНОЙ ПРЕССИОМЕТРСДВИГОМЕР, содержаплий нагрузочное и из.мерительное приспособления, наружную и внутреннюю колонны штанг, рабочий наконечник двутавровой формы сечения, установленный на нижнем конце наружной колонны и содержащий в боковых стенках плоские подвижный и неподвижный штампы, на внутренних сторонах которых закреплены горизонтальные рейки, шестеренчатый редуктор, связанный посредством внутренней колонны с нагрузочным приспособление.м, установленным на верхнем конце наружной колонны и включающим пару балансиров с грузами и цилиндрический редуктор, связанный с внутренней колонной, причем наружная сторона подвижного штампа снабжена грунтозацепами, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, нагрузочное приспособление снабжено дополнительными цилиндрическим редуктором и парой балансиров с грузами, внутренняя колонна выполнена в виде двух параллельных тяг и снабжена вертикальными зубчатыми рейками, закрепленными на верхних и нижних концах тяг, неподвижный штамп выполнен в виде боковой стенки рабочего наконечника, горизонтальная рейка подвижного штампа выполнена из двух взаимно подвижных звеньев, установленных на одной оси вращения, о. одно из которых выполнено в виде шестерни, жестко закрепленной на оси подвижно(Л го штампа и входяшей в зацепление с вертикальной зубчатой рейкой одной из тяг, а другое - в виде червяка, связанного посредством шестеренчатого редуктора с вертикальной зубчатой рейкой другой тяги. 2. Прессио.метр-сдвигомер но п. 1, отличающийся тем, что грунтозацепы на подвижном штампе расположены раднально. сл to 05 to ГчЭ