Устройство для испытания грунта Советский патент 1984 года по МПК G01L7/08 G01N3/10 

да со Изобретение относится К строительству, а именно к устройствам дл определения деформируемости и прочности грунта с использованием геоло горазведочных скважин. Известно устройство для испытани грунта, которое основано на измерении деформации стенок скважины под действием радиального давления. Уст ройство содержит корпус, эластичную оболочку и защитные металлические пластины, концы.которых прикреплены к корпусу с. помощью фланцев ClJ. Это устройство применяют в скважине, диаметр которой не превышает диаметра устройства более чем на 8-10 мм, Поэтому известные устройства не пригодны для испытания скальных пород в обычных геологоразведочных скважинах (диаметром 60-240 мм), стен.ки которых разбиваются при их проходке буровыми ;штангами до 40-50%. В таких скважи,нах происходит чрезмерный изгиб, вытягивание и последующий разрыв пластин и эластичной оболочки. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройCTBcf для испытания грунта, включающее рабочую камеру, нижний и верхний фланцы, эластичную оболоч ку, герметично закрепленную на верх нем и нижнем фланцах, и окруженную наружными гибкими продольными пласт нами , нижние концы которых соединен с нижним фланцем, упругий элемент и измерительные приспособления C2J. В данном устройстве при создании давления в рабочей камере возникает осевое усилие на фланцы, JcoTopoe вызывает дополнительное натяжение гибких продольных пластин. Поэтому устройство надежно работает при невысоких давлениях и может быть использовано для испытания только . слабых грунтов. Это устройство, как и другие известные, не позволяет ис пытывать скальные породы высокими давлениями, достигающими 200 и более кгс/см. Цель изобретения - повышение надежности в работе и расширение области применения. Поставленная цель достигается тем,что устройство-для испытания грунта, включающее рабочую камеру/ нижний и верхний фланцы, эластичную оболочку, герметично закрепленную на верхнем и нижнем фланцах и окруженную наружными гибкими продольными пластинами, нижние концы которых соединены с нижним фланцем, упругий эдемент и измерительные приспособления, снабжено внутренними гибкими продольными пластинами, перекрывающими наружные гибкие продольные пластины, дополнительным фланцем и ограничителем хода упругого элемента, причем упругий элемент с ограничителем хода размещен между дополнительным и верхним фланцами и жестко соединен с ними, наружные гибкие продольные пластины верхними концами соединены с дополнительным фланцем, а внутренние гибкие продольные пластины верхними концами соединены с верхним фланцем. При этом упругий элемент выполнен в виде пружины. На чертеже изображено устройство для испытания грунта, общий вид в разрезе. Устройство содержит рабочую камеру 1, нижний 2 и верхний 3 фланцы, эластичную оболочку 4, окруженную наружными гибкими продольнымипластинами 5, упругий элемент 6, внутренние гибкие продольные пластины 7, перекрывающие наружные гибкие продольные пластины 5, дополнительный фланец 8, ограничитель хода упругого элемента, выполненный в виде патрубка с резьбой 9 и гайки 10. Устройство содержит также индуктивные датчики 11 для изменения деформации стенки скважины и кабель 12, который подключается к измерительной станции (не показано). Причем упругий элемент 6 с ограничителем хода размещен между дополнительным 8 и верхним 3 фланцами и жестко соединен с ними, наружные гибкие продольные пластины 5 верхним концом соединены с дополнительным фланцем 8, а внутренние гибкие продольные пластины 7 верхними концами соединены с верхним фланцем 3, а другие свободны. Устройство для испытания грунта работает следукиаим образом. Устройство опускают в скважину и создают давление в рабочей камере 1,эластичная оболочка 4 расширяется и нажимает на гибкие продольные пластины 5 и 7. При этом внутренние гибкие продольные пластины 7, одни концы которых свободно отжимаются и пригибаются, не испытывая продольного натяжения, полностью передают радиальное давление на наружные гибкие продольные пластины 5, которалй по мере расширения эластичной оболочки 4 прогибаются и сжимают упругий элемент 6, выполненный в виде пружины. Усилие сжатия упругого элемента б и натяжение наружных гибких продольных пластин 5 зависит от величины деформации породы и холостого (не рабочего) хода устройства, т.е. от величины зазора между стенками скважины и устройством. После окончания испытаний грунта сбрасывают давление в рабочей камере 1 устройства. При этом упругий элемент б разжимается и выпрямляет наружные гибкие продольные пластины 5, которые, в свою очередь, надавливают на внутренние гибкие продольные пластины 7 и приводят устройство в первоначальное сжатое положение.

Таким образом, во внутренних и наружных гибких продольных пластинах 7 и 5 не возникают недопустимее растягиваюище напряжения при расширении устройства, а после оконв

чания опытов деформированные гибкие продольные пластины 5 и 7 вУпрямпяются и приводятся в первоначальное положение упругим эле-. ментом б.

Предлагаемое устройство можно использовать для испытания физикомеханических характеристик скальных гр гнтов в скважинах с высоким давлением, чем обеспечивается расширение области применения его и надежность в работе.

ю

12

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТА, включающее рабочую камеру, нижний и верхний фланцы, эластичную оболочку, герметично закрепленнуй на верхнем и нижнем фланцах и окруженную наружными гибкими продсшьными пластина1 а1, нижние концыкоторых соединены с нижним фланцем, упругий элемент и измерительные приспособления, отличающееся тем, что, с целью повьиления надежности в работе и расширения области применения, оно снабжено внутренними гибкими продольными пластинами, перекрывающими наружные гибкие продольные пластины, дополнительным фланцем и ограничителем хода упругого элемента, причем упругий элемент с ограничителем хода размещен между дополнительным и верхним фланцами и жестко соединен с ними, наружные 1ибкие продольные пластины верхними концами соединены с дополнительным фланцем, а внутренние гибкие продоль-й ные пластины верхними концами соеW динены с верхним фланцем. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е ся -тем, что упругий элемент выполнен в виде пружины.

.11

-11