Устройство для определения водопрочности дисперсных пород Советский патент 1984 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к исследованию, фиэико-хиьшческих (вoднo-физи ческих) свойств дисперсных горньк пород и способам определения их раамокаемости в спокойной воде и мокет быть применено при инженерногеологическом обосновании проектирования и строительства различных объектов, мелиоративном строительстве, керамической промышленности и т.д. .

Известно устройство для определения размокания грунтов, содержащее Iдержатель образца в ъиде сетки, помещаемой в кристаллизатор с водой l

Недостаток известного устройства - невозможность количественного определения размокания пород, а также проведения определений при отрицательных телшературах исследуемого образца.

Известно,устройство для определения водопрочности дисперсных пород, содержащее корпус, внутри которого размещены поплавок и держатель образца с перфорированным дном t 3. Недостатки данного устройства обусловлены низкой точностью измерений и невозможностью проведения определений при различных, в том числе и отрицательных, температурных режимах.

Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения водопрочности дисперсных , содержащее корпус, внутри которого размещены поплавок и держатель Образца с перфорированным дном, снабжено узлсм терморегулирования, подключенным к те1 юстату, приводом с концевыми выключателями, электромагнитным датчиком положения поплавка, вход которого пoдкJтаIчeн к вещающему генератору, а выход соединен с информационным входом регистрирующего узла, соединенного с задающим генераторе, при этом узел терморегулирования установлен в образце и выполнен в виде двух полых коаксиально размещенных цилиндров, причем корпус имеет в нижней части полую цилиндрическую направляющую, размещенную внутри электрсмагнитного датчика положения поплавка, при этом поплавок вьтолнен в виде полого цилиндра с дном, на котором закреплен стержень с возможностью взаимодействия с электромагнитньм датчиксхм положения поп л fiBK а, а держатель образца выполнен с крышкой, на которой установлены концевой выклочатель и винт с двухходовой резьбой, причем последний соединен с приводом.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 схема держателя образца с узлом терморегулирования.1.

Устройство для определения водопрочности дисперсных пород состоит из корпуса 1, укрепленного на станине 2, поплавка 3, выполненного в виде полого цилиндра с дном, на котором жестко закр1еплен стержень 4., а корпус 1 имеет в нижней части полую цилиндрическую нешравляющую 5, установленную внутри электромагнитного датчика 6 положения поплавка, вход которого подключен к задающему генератору 1, а выход соединен с информационным входом регистрирующего узла 8, соединенного с задающим генератором 7. Держатель образца 9 установлен внутри поплавка 3 и выполнен в виде сетки с ячейками не менее 1X1 см, припаянной к П-образному водилу, в верхней части, которого закреплен винт 10 с двухходовой резьбой и ограничитель 11. Привод состоит из электромотора 12, вала 13 муфты 14, двойной гайки 15, неподвино закрепленной водилом 16 на промежуточной стойке 17, концевых выключателей 18, . 19 и выключателя 20. При этом концевой выключатель 18 устанавливается на водила 16, а концевой выключатель 19 в верхней части держателя образца, В образце установлен узел терморегулирования, вьшолненный в виде двух внешнего 21 и внутреннего 22 коаксиально размещенных цилиндров, которые подключены к термостату 23.

Устройство работает следующим образом.

Вырезается образец 9 исследуемой дисперсной породы (цилиндрической или кубической формы). В центрально части образца 9 высверливается отверстие, диаметр которого соответствует диаметру внешнего 21 цилиндра узла терморегулирования, и этот узел помещается в образец 9 (черт.2 после чего образец устанавливается на сетку держателя, находящегося в верхнем положении, над поплавком 3. Включают термостат 23, задавая образцу 9 необходимый температурный режим, и выдерживают этот режим в течение всего времени эксперимента. Поплавок 3 и корпус 1 заполняют водой таким образом, что нижний образец стержня 4 поплавка находится на уровне верхней кромки электромагнитного датчика 6 положения поплавка. Включаютзадающий генератор 7 и регистрирующий узел 8. Замыкают цепь электромотора 12 выключателем 20. При этом, электромотор через вал 13, муфту 14 передает вращение на двоййую неподвижную гайку 15, в результате чего держатель с образцом начйег опускаться до тех пор, пока ограничитель 11 не ,отключит верхний

концевой выключатель 18. При этом образ.ец 9 полностью погрузится в воду, и начнется процесс размокания. Размыкают электрическую цепь выключателем 20. Частицы размокаемого грунта, проваливаясь через сетку держателя, попадают на дно поплав ка 3, который под их тяжестью начнет погружаться в воду, заполнякнцую корпус 1, а стержень 4 поплавка 3 будет вдвигаться внутрь электромагнитного датчика 6 положения поплавка, изменяя тем самым его выходной сигнал, который и фиксируется в виде графика на регистрирующем узле 8 в координатах время - процент размокающего грунта, позволяющих судить о скорости размокания.

Значительно повышает точность определения размокания грунтов режим циклического обводнения - осушения испытуемого образца, который позволяет создать предлагаемое устройство. Для этого выключателем 20 Замыкают электрическую цепь и переводят в положение Включено концевой выключатель 19. При этом вал-13 . электромотора 12, муфта 14, вращаясь вправо, заставят держатель образца подниматься вверх, осушая его до тех пор, пока концевой выключатель 19 не упрется в неподвижную гайку 15 и не

произойдет переключение на ветвь электрической цепи, управляемой концевый выключателем 18. За счет наличия двухзаходной резьбы держатель начнет опускаться вниз, погружая обРдзец 9, в воду до тех пор, пока ограничитель 11 не переключит электрическую цепь ча ветвь, управляемую концевым выключателем 19. Процесс повторяется до полного размокания грунта.

0 При этом четко моделируется процесс размокания горных пород, слагающих, например, берега водохранилища при его сработке, волновой переработке морских побережий и т.д. В том случае, когда порода водопрочна или

5 трудноразмокаема, эксперимент прекращают пр истечении суток. Полученный НА регистрирующем узле график количественно характеризует скорость размыкания с точностью не ниже 1%.

0

Достоинствами предлагаемого устройства являются высокая точность определения водопрочности дисперсных пород, а также возможность создания

5 режима Обводнения-осушения (разброс в параллельных испытаниях не превьвиает 3-5%), а также возможность проведения испытаний при переходе температуры образца породы в отрица0тельную область.

. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДОПРОЧНОСТИ ДИСПЕРСНЫХ ПОРОД, содержгвдее корпус, внутри которого размещены поплавок и держатель образца с перфорированным дном, о т лич ающеес я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений за счет обеспечения возможности исследования образцов при различных температурных режимах, оно снабжено узлом терморегулирования, подключенным к термостату, приводом с концевыми выключателями, электромагнитным датчиком положения поплавка, вход которого подключен к задающему генератору, а выход соединен с информационным входом регистрирующего узла, соединенного, с задающим генератором, при этом узел терморегулирования установлен в образце и выполнен в виде двух полых коаксиально размещенных цилиндров, причем корпус имеет в нижней части полую- цилиндрическую направляющую, размещенную внутри электромагнитного датчика положения поплавка, при этом поплавок выполнен в виде п:олого цилиндра с дном, «на котором жестко закреплен стержень с возможностью взаимодействия с электромагнитньм датчиком положения поплавка, а держатель образца выполнен с крышкой, на которой установлены концевой выключатель и винт с двухходовой резьбой, причем последний соединен с приводом. to Ф О со W