Устройство для определения деформативных характеристик грунтов в скважине Советский патент 1984 года по МПК E02D1/00 G01N3/10 

О

4 00 со 00 11 Изобретение относится к oбJтacти инженерно-строительных изысканий, в частности к устройствам для определения статических и динамических характеристик грунтов, необходимых при проектировании и расчете фундаментов под машины с динамическими нагрузками. Известно устройство для динамичес ких испытаний грунта на месте проведения строительных работ, содержащее цилиндрический штамп (зонд) с резиновой оболочкой, к верхней части которого прикреплены гидроцилиндр с плунжером, входящим внутрь штампа. Полость штампа заполнена жидкостьюГО Недостатком устройства являетсясложность и трудоемкость изготовления с высокой точностью деталей гидроцилиндра с плунжером. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устрой ство для определения деформативных характеристик грунтов в скважине, включающее прессиометрический зонд с гибкой оболочкой, заполненный жидкостью,, трубопровод, верхний и нижний сильфоны с жестко соединенными днищами, нижний из которых посредством трубопровода соединен с зондом, вибратор, гидравлический дроссель с вентилем, источник сжатого воздуха, соединенный воздушной магистралью с измерителями давления и объема жидкости, и измерители периодического расхода жидкости 21, Недостатком устройства является то, что при его использовании уровен жидкости в измерительном сосуде колеблется с частотой работы .гидропул сатора, что снижает.точность измерения объема жидкости и, как следствие повышается ошибка определения деформвтивных характеристик грунта. Цель изобретения - повышение точ1 сти измерений. Цель достигается тем, что в устройстве для определения деформативHbtx характеристик грунтов в скважине включающем прессиометрический зонд с г/5бкой оболочкой, заполненный жидкостью, трубопровод, верхний и нижни сильфоны с жестко соединенными днищами, нижний из которых посредством трубопровода соединен с зондом, вибратор, гидравлический дроссель с вентилем, источник сжатого воздуха, соединенный воздушной магистралью с измерителями давления и объема жид8расхода жидкости, днища сильфонов выполнены сплошными, измеритель объема жидкости подключен к трубопроводу непосредственно через гидравлический дроссель, а открытый конец верхнего сильфона соединен с воздушной магистралью. На чертеже представлено устройство, общий вид. Устройство для определения деформативных характеристик грунтов в скважине включает опущенный в скважину 1 зонд 2 с гибкой оболочкой 3, заполненный жидкостью 4, которьй посредством жесткого трубопровода 5 соединен с нижним сильфоном 6, а также чеоез гидравлический дроссель 7 с вентилем 8 - с нижней частью водомерного сосуда 9 со шкалой 10 для измерения объема жидкости. Последний в нижней части через вентиль 11 соединен с накопительным сосудом 12, а в верхней части - шлангом 13 с сосудом 12 и верхним сильфоном 14. Днища верхнего 14 и нижнего 6 сильфонов соединены жесткой связью 15, которая приводится в периодическое возвратнопоступательное движение вибратором 16. Сосуды 9 и 12 шлангами 13 соединены с воздушной магистралью 17, подключенной к источнику 18 сжатого воздуха через впускной 19 и выпускной 20 вентили. .Для измерения воздушного давления служит манометр 21. Вентиль 22 используется для сброса избытка жидкости из трубопровода 5. Давление жидкости измеряется датчиками 23 и 24, а периодический расход жидкости - датчиками 25 и 26. Сосуды 9 и 12 закреплены на плите 27,устанавливаемой над устьем скважины 1. Устройство if a6oTaef следующим образом. В исходном состоянии жидкость 4 заполняет систему при этом вентили 19 и 22 закрыты, вентили 11, 20 и 8 открыты. Давление в магистрали 17 и шлангах 13 равно атмосферному, а внутри зонда 2 - больше атмосферного на величину давления столба жидкости высотой от зонда 2 до сосуда 9. После закрытия вентилей 11 и 20 система готова к проведению статических испытаний. Работа прессиометра при статических испытаниях заключается в следующем. Открьгаая вентиль 19, повышают давление воздуха в системе до требу310емой величины, контролируемой по манометру 21. Жидкость 4 перетекает из сосуда 9 через дроссель 7 и вентиль 8 в трубопровод 5 и зонд 2. Под давлением оболочки 3 скважина 1 расширяется. Опускание уровня жидкости контролируется по шкале 10. При необходимости количество жидкости в сосуде 9 можно пополнить за счет сосуда 12, закрыв на требуемое время вентиль 8 H открыв вентиль 11. После стабилизации уровня жидкости.в сосуде 9 по шкале 10 измеряют количество дополнительно вьшедшей в зонд жидкости, а по манометру 21 измеряют давление. Эти данные служат для расчета статической деформативности грунта. Работа по определению динамической деформативности грунта протекает следующим образом. Включают вибратор 16, сообщающий знакопеременное вертикальное усилие элементу 15 связи, и через него - днищу сильфона 6. В жидкости внутри сильфона 6 кроме статического давления появляется и динамическое, частота и амплитуда которого определяются режимом работы вибратора Под действиемколебаний давления жидкости, передающихся по трубопроводу .5 внутрь зонда 2, оболочка 3 начинает периодически расширять скважину 8 на величину, зависящую от динамической деформативности грунта. При этом некоторый объем жидкости периодически подается внутрь зонда, а затем откачивается из него. Датчики 23-26 служат для измерения амплитуды,частоты и фазы периодического давления и периодического расхода жидкости. Эти данные используются для расчета динамической деформативности и демпфирования грунта. Изменяя рабочую частоту вибратора, можно проводить испытания грунта ма различных частотах . Установка гидравлического дросселя 7 между трубопроводом 5 и сосудом 9 предотвращает периодическое колебание уровня жидкости в последнем, благодаря чему повышается точность измерения объема.воды, вошедшей в зонд 2 Включение верхнего сильфона 14 в воздушную магистраль 17 обеспечивает компенсацию статического давления, действующего на нижний сильфон 6, благодаря чему связь 15 .не передает на вибратор статических усилий. Применение предлагаемого устрой- сгва позволит повысить точность опрёдеяения статических и динамических деформативных характеристик грунта. //Л//////////////7/////////// 7 / 77 щ JO 8 7 y/////////////////////zi

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАТИВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ В СКВАЖНЕ, включающее прессиометрический зонд с гибкой оболочкой,заполненный жидкостью, трубопровод, верхний и нижний сильфоны с жестко соединенными днищами, нижний из которых посредством трубопровода соединен с зондом, вибратор, гидравлический дроссель с вентилем, источник сжатого воздуха, соединенньш воздушной магистралью с измерителями давления и объема жидкости, и измерители периодического расхода жидкости, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерений, днища сильфонов выполнены сплощными, измеритель объема жидкости подключен к трубопроводу непосредственно через гидравлический дроссель, а открытьй конец верхнего сильфона соединен с воздушной магистралbto.