Пробоотборник торфа ненарушенной структуры Советский патент 1985 года по МПК E21C49/00 

со

4

Изобретение относится к области инженерно-геологических изысканий слабых грунтов в сложных геологических условиях и с наибольшей эффективностью может быть использовано для полевого отбора проб волокнистого, малоразложившегося торфа.

Известен пробоотборник торфа ненаг рушенной структуры, включающий установленный на штангах с рукоятками челнок с подрезающими лепестками, причем челнок выполнен в виде парных ножей, одни из которых снабжены направляющими пазами, установленными с возможностью размещения на них планок, закрепленных на ножах другой пары 1.

Однако данный пробоотборник малопроизводителен, поскольку требуется поочередное задавливание ножей. Отбор проб торфа известным устройством сопровождается частично деформацией образца и изменением свойств грунта в пробе, так как вьфезание образца осуществляется пассивным методом при поступательном движении заостренных кромок ножей. Процесс пассивного вырезания пробы кромкой одной поверхности сопровождается не полным перерезанием, а волочением, деформированием элементов структуры, находящихся в тесном фрикционном контакте с другими волокнами торфа.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому является пробоотборник торфа неразрушенной структуры конструкции треста «Геолторфразведка, включающий .;становленные на штангах с рукоятками жёлобы, в нижней части которых размещены защелки и упоры. Один из желобов выполнен с пазами для размещения в них направляющих планок другого. Отбор пробы осуществляется поочередным задавливанием в торф желобов устройства 2.

Однако известный пробоотборник не обеспечивает отбор проб высокого качества и их достоверность, не позволяет сохранить естественную структуру у связных, легкодеформируемых торфов, поскольку вырезание образца осуществляется заостренной кромкой желобов пассивным методом. В торфе малой степени разложения (менее 20%) перед кромками желобов создается уплотненная зона, уменьшается входное сечение желобов, прекращается поступление торфа внутрь устройства, вследствие чего пробоотборник извлекается почти пустым. При отборе торфа больщой степени разложения частичная деформация структуры приводит к изменению таких свойств, как влажность, пористость. Нарушение структуры торфа происходит также вследствие раздельного задавливания желобов, когда проба подвергается напряжениям изгиба.

Воздействие на торф имеет место и при взаимном перемещении желобов, необходимо для высвобождения отработанного образца.

Цель изобретения - повыщение качества проб и их достоверности за счет сохранения естественного сложения торфа.

Поставленная цель достигается тем, что пробоотборник торфа ненарушенной структуры, включающий установленные на штангах с рукоятками желоба, в нижней части которых размещены защелки и упоры, снабжен обуривающей обоймой, установленной на рукоятках посредством планок с возможностью съема, а нижняя часть желобов

выполнена с кольцевыми приливами, с возможностью их размещения в пазах, выполненных в обуривающей обойме.

Такое устройство позволяет активно перерезать волокнистую структуру торфа между зубьями желобов и обуривающей обоймы

а следовательно, обеспечивает полное заполнение желобов торфом и не искажает свойства торфа в отобранной пробе, позволяет извлекать пробу из желобов без дополнительных воздействий на нее.

Прорезание структуры торфа между движущимися зубчатыми поверхностями имеет место в устройстве для отбора проб грунта. Однако в таком устройстве зубчатые режущие кромки расположены вертикально, алидирующий наконечник частично нарущает

0 структуру грунта. Извлечение пробы из устройства также сопровождается воздействиями на пробу.

В изобретении обуривающая обойма устанавливается на рукоятках посредством планок. Рукоятки с планками обеспечивают передачу вращательного усилия цилиндрической обойме и позволяют осуществить вырезание пробы в толще торфа на любой глубине. Обуривающая обойма устанавливается с невозможностью съема. В рабочем состоянии обойма соединяет два желоба в одно целое, препятствуя их раскрытию и позволяя упростить их конструкцию. Возможность снятия обоймы после отбора обеспечивает доступ к отобранному образцу без дополнительных воздействий на него. После снятия обоймы желоба устройства сразу же раскрываются без каких-либо взаимных перемещений.

Кольцевые приливы желобов и пазы 0 обуривающей обоймы, в которых размещаются приливы, обеспечивают вращательное движение обоймы, а также препятствуют вертикальным ее смещениям.

Все это способствует сохранению естественной структуры торфа и повышению точности оценки показателей, определяемых по отобранной пробе.

На фиг. 1 показан общий вид пробоотборника, продольный разрез; на фиг. 2 -

разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - обуривающая обойма, вид сбоку.

Пробоотборник торфа содержит установленные на штангах 1 и 2 с рукоятками 3 и 4 желобы 5 и 6 с острыми зубьями 7 на нижних концах, юснащенных шарнирно закрепленными изнутри защепками 8, упорами 9 -и кольцевыми приливами 10, установленными с возможностью размещения в пазах 11 съемной обуривающей обоймы 12, укрепленной посредством планок 13 и 14 , с рукоятками 15 и 16. Обуривающая обойма 12 выполнена из двух полуцилиндрических полосок 17 и 18 с зубьями 19 снизу, соединенных на одном конце шарнирно заклепкой 20, а на другом конце имеющих возможность жесткого крепления болтом 21. Упругое кольцо 22 предотвращает от смещения в горизонтальной плоскости верхние части планок 13 и 14.

Устройство работает следующим образом.

Полуцилиндрические желобы 5 и 6 вводят в контакт. Устанавливают на желобах 5 и 6 обуривающую обойму 12, так, что в пазы И обоймы 12 входят приливы 10 желобов 5 и 6. Болтом 21 жестко скрепляют полуцилиндрические полоски (скобы) 17 и 18 обоймы 12 друг с другом. На планки 13 и 14 сверху надевают упругое кольцо 22. Подготовленный таким образом пробоотборник устанавливают перпендикулярно поверхности торфяной жалези. Посредством рукояток 15 и 16 поворачивают обойму 12. Вращательное усилие от рукояток 15 и 16 через планки 13, 14 передается зубчатой кромке 19 обоймы 12. Желобы 5 и 6, образующие герметичную емкость, с зубчатой кромкой 7 остаются ари этом неподвижными. Кольцевые приливы 10 желобов 5 и 6 направляют вращательное движение обоймы 12, препятствуя вертикальному смещению обоймы 12 и зубьев 19.

В результате вращательного движения обоймы 12 торф и его структура прорезаются зубьями 19 цилиндрической обоймы 12 и зубьями 7 полуцилиндров 5 и 6. Обуривание образца торфа прй сходит по цилиндрической поверхности с радиусом, равным внутреннему радиусу желоба. Проба торфа правильной цилиндрической формы попадает в полость, образованную желобами 5 и 6. По jviepe вырезания пробы устройство погружается в торфяную залежь, а полость желобов 5 и 6 заполняется торфом ненарушенной структуры. Для погружения пробоотборника в залежь наряду с вращением обоймы 12 посредством рукояток 15 и 16 к последним достаточно прикладывать небольшое усилие задавливания (порядка 5-20 кг, в зависимости от плотности торфяной залежи). Можно осуществлять поступательное движение пробоотборника.

прикладывая усилие к рукояткам 3 и 4 штанг 1 и 2. Вертикальное усилие от рукояток 15 и 16 через планки 13 и 14 передается обойме 12; а через кольцевые приливы 10 желобам 5 и 6. При отборе проб на больших глубинах упругое кольцо 22 препятствует расхождению планок 13, 14, повышая надежность пробоотборника в работе.

Таким образом, вращательное движение обоймы 12 наряду с поступательным движением пробоотборника вглубь торфяной залежи обеспечивает вырезание колонки торфа и ее поступление в полость желобов 5 и 6.

При погружении пробоотборника защелки 8 желобов 5 и 6 занимают вертикальное положение и не препятствуют попаданию пробы в желоба. После погружения пробоотборника в залежь на высоту желоба прекращают вращательно вращение рукояток 15 и 16. Приложением вертикального усилия к штангам 1 и 2 через рукоятки 3 и 4 извлекают пробоотборник из торфяной залежи. При этом усилие от желобов 5 и 6 через кольцевые приливы 10 передается на стенки паза 11 обоймы 12. Можно извлекать пробоотборник приложением дополнительных усилий и к рукояткам 15 и 16. Когда пробоотборник начинает двигаться вверх, защелки 8 вследствие воздействия на них отобранной пробы опускаются на упоры 9, занимая горизонтальное положение и препятствуя потере пробы из полости желобов 5 и 6. Извлеченный из торфяной залежи пробоотборник располагают горизонтально и освобождают пробу в такой последовательности: вывинчивают болт 21 из резьбовых отверстий и раз-ьединяют полуцилиндрические полоски (скобы) 17 и 18. Снимают упругое кольцо 22. Выводят пазы 11 обоймы 12 из контакта с кольцевыми приливами 10 желобов 5, 6 и, придерживая желобы 5, 6, снимают обойму 12 с планками 13, 14. После этого желобы оказываются не связанными друг с другом и пробоотборник раскрывают, поднимая один из желобов, например 5, без горизонтальных перемещений относительно неподвижного желоба 6.

Таким образом, в полуцилиндре 6 находится образец ненарушенной структуры. В желобе пробу расчленяют на образцы нужной высоты, фиксируя при этом положение каждой части пробы. Отдельные части пробы упаковывают и маркируют.

В дальнейшем подготовку пробоотборника к работе, отбор пробы и ее освобождение ведут в той же последовательности. Для отбора пробы с большей глубины Пробоотборник опускают в образованную первым отбором скважину и нарашивают штанги 1, 2 планки 13, 14.

ПРОБООТБОРНИК ТОРФА НЕНАРУШЕННОЙ СТРУКТУРЫ, включающий установленные на штангах с рукоятками желоба, в нижней части которых размещены защелки и упоры, отличающийся тем, что, с целью повышения качества проб и их достоверности, он снабжен обуривающей обоймой, установленной на рукоятках посредством планок с возможностью съема, а нижняя часть желобов выполнена с кольцевыми приливами .с возможностью их размещения в пазах, выполненных в обуривающей обойме.