Установка для испытания грунтов в естественном залегании на сдвиг Советский патент 1985 года по МПК G01N3/24 E21C39/00 E02D1/02 

1115

Изобретение относится к устройствам Д.ПЯ исследования грунтов в естесвенном эалеРании методом вращательного среза .

По основному авт.св. № 499518 известна установка для.испытания грунтов в естественном залегании на сдвиг, используемая преимущественно при инженерно-геологических исследованиях грунтов -в полевых условиях ме тодом вращательного среза, содержащая штангу, крьшьчатый наконечник, оперативный стол,, состоящий из гидроцилиндра с поршнем, делящш-1 его на две полости, шток, бак для рабочей жидкости, связанный через дроссель с одной из полостей гидроцилиндра и поворотное устройство с гидравлической полостью, плунжер которой шарнирно соединен со штоком поршня гидроцилиндра оперативного стола СИ.

Недостатком известной установки является то, что ее обслуживание требует привлечения двух -операторов,

, так как измеряемые параметры вращательного среза - угол поворота ведуtt eй штанги и давление в гидравлической полости поворотного устройства фиксируЕотся одним оператором по визуальным отсчетам на месте, и манометре, а их запись в журнале ведется вторым оператором, что снижает производительность проведения испытаний.

Цель изобретения - повышение производительности проведения испыта НИИ за счет автоматизации записи измеряемых параметров.

Цель изобретения достигается тем, что установка для испытания грунтов в естественном залегании на сдвиг снабжена записывающим приспособлением в виде панели самописца с гидравлическим цилиндром, шток которого подпружинен, а внутренняя полость гидравлически связана с полостью поворотного устройства, кареткой с направляющей и пишущим элементом, воднлом, соединенным при помощи кольцевых обойм со штоком гидроцилиндра и с кареткой, один конец которого шарнирно связан с панелью барабана с прорезью, жестко закрепленного на гатанге, во внутренней полости которого размещена лента для записи, свободный конец которой пропущен через прорезь и закреплен на наружно поверхности барабана, пластинчатой пружиной, причем направляющая каретки установлена на панели вдоль образующей цилиндра барабана.

На фиг. 1 изображена установка для испытания грунтов в естественном залегании на сдвиг, общий вид; на фиг.2 - сечение Л-А на фиг.1; на фиг.З - записывающее приспособление, вид спереди; на фиг.4 - то же, вид сверху.

Установка состоит из рамы 1, оперативного стола 2, записывающего приспособления 3 и крыльчатого наконечника 4 на штангах 5.

Оперативный стол состоит из корпуса 6, цилиндра 7, поршня 8 со штоком 9, имеющим на конце шарнир 10, рукоятки 11 с винтом 12, манометров 13 и 14, регулятора 15 с дросселем (не показан), крана 16, бака 17, поворотного устройства, состоящего из зубчатой рейки 18, шестерни 19 и плунжера 20, ведущей штанги 21. Записывающее приспособление содержит панель 22, на которой размещен гидроцилиндр записывающего приспособления, состоящий из корпуса 23, поршня 24 со штоком 25, пружины 26, кольцевой обоймы 27, смонтированной на штоке 25 с возможностью вращения с помощью серьги 2В, водило состоящее из оси 29 и стержня 30, направляющую 31, каретку 32 с пишущи элементом 33 и кольцевой обоймой 34, барабан 35, жестко укрепленный на ведущей штанге 21 с помощью стопорны колец 36, и во внутренней полости которого размещена лента 37 для записи свободный конец которой пропущен через прорезь 38 и закреплен |На наружной поверхности барабана 35 пластинчатой пружиной 39. Полость Б зубчатой рейки 18 заполнена рабочей жидкостью и связана канал 40 с полостью корпуса 23 гидроцилиндра записывающего приспособления. Поршень 8 делит камеру цилиндра 7 на две полости - одна из которых (со стороны штока 9) заполнена рабочей жидкостью, другая - сжатым газом.

Установка работает следующим образом.

В пробуренную скважину (не показана) опускается наконечник 4 на штангах 5 и заглубляется в грунт. Стол 2 устанавливается на раму 1 и .фиксируется на ней. После этого, аращая рукоятку М с винтом 12, перемещают влево зубчатую рейку 18 с плунжером 20 и связанные с ним шарнирно шток 9 с поршнем 8. Кран 16 в это время находится в открытом положении При движении поршня 8 в левой части цилиндра 7 предварительно сжатый газ дополнительно поджимается, а в правой части создается разрежени и масло из бака 17 через маслопровод крана 16 засасывается в правую полость цилиндра 7. После перемещения

поршня 8 до своего крайнего положения кран 16 закрывается, а нижний конец ведущей штанги 21 соединяется с верхним концом колонны штанг 5.

Винт 12 рукоятки 11 подается вправо, освобождая место для движения зубчатой рейки 18.

Рукоятка дросселя с регулятором 15 устанавливается на требуемый расход жидкости и поршень 8 под действием сжатого газа начинает перемещаться вправо, выталкивая жидкость из полости цилиндра 7 через регулятор 15 в бак 17. Скорость перемещения поршня 8 регулируется изменением 25 точкам графика. диаметра проходного отверстия в дросселе регулятора 15. Поршень 8 и жестко связанный с ним шток 9 через шарнир 10 давят на плунжер 20, а тот - на жидкость в замкнутой полости Б зубчатой рейки 18, Вследствие того, что жидкость практически не сжимается, зубчатая рейка 18 движется вместе с плунжером 20 и поворачивает находящуюся с ней в зацеплении шестерню 19 и связанные с шестерней 19 ведущую штанг 21, штанги 5,крыльчатый наконечник и барабан 35 записывающего приспособления. Крыпьчатьй наконечник 4 п действием вращательного момента сре зает грунт. Давление, создавшееся в полости зубчатой рейки 18 вследствие сопротивления грунта, измеряется маномет ром 13 и передается по каналу 40 в полость корпуса 23 гидроцилиндра записывающего приспособления. При этом поршень 24 со штоком 25 :под действием давления перемещается сжимая тарированную пружину 26, и толкает стержень 30 водила. Кольцевая обойма 27, передавая поступател ное движение поршня 24 со штоком 25 через серьгу 28, поворачивается и

на ленте 37 линию изменения крутящего момента. Так как лента, закрепленная на барабане 35 пластинчатой пружиной 39, поворачивается вместе с ведущей штангой 21 и крыльчатым наконечником 4, то на ленте 37 вычерчивается график изменения крутящего момента в зависимости от угла поворота крыльчатого наконечника 4. Полученный

2Q график с учетом масштаба записи используется для определения предела пропорциональных деформаций, максимальных и установившихся значений крутящего момента по характерным скользит по стержню 30 водила, поворачивая его вокруг оси 29 на определенный угол, зависящий от крутящего момента, необходимого для среза грунта. Стержень 30 водила, взаимодействуя со-второй кольцевой обоймой 34, укрепленной на каретке 32, гьеремещает каретку 32 по направляющей 31. При этом пишущий элемент 33 вычерчивает Применение записывающего приспособления позволяет полностью автоматизировать процесс записи показаний приборов и отказаться от использова-, ния дополнительного рабочего, который ведет запись визуальных отсчетов с приборов в журнал. Наличие водила, стержень которого взаимодействует со штоком гидроцилиндра записывающего приспособления и кареткой - с пишудщм элементом с помощью поворачивающихся кольцевых обойм, позволяет производить вычерчивание графика зависимости крутящего момента от угла поворота лопастного наконечника в прямоугольных координатах и увеличить масштаб записи за счет разницы в длинах плеч рычага стержня водила, что позволяет более точно определять характерные точки на графике. Запись результатов испытаний грунтов методом вращательного среза в виде графика позволяет избежать ошибок в отличие от визуальных отсчетов показаний с приборов и поучать значения крутящего исмента непрерывно в течение всего процесса, среза грунта, тогда как запись результатов в журнале дискретна.

фиг. 1

f9

20s f8 -A

Фиг. 2

Фиг.З

УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТОВ В ЕСТЕСТВЕННОМ ЗАЛЕГАНИИ НА СДВИГ по авт.св. № 499518, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности проведения испытаний, она снабжена записывающим приспособлением в виде панели самописца с гидравлическим цилиндром, шток которого подпружинен, а. внутренняя полость гидравлически связана с полостью поворотного устройства, кареткой с направляющей и пишущим элементом, водилом, соединенным при помов кольцевых обойм со штоком гидроцилиндра и с кареткой, один/конец которого шарнирно связан с панелью барабана с прорезью, жестко закрепленного на штанге, во внутренней полости которого размещена лента для записи, свободный конец которой пропущен через прорезь и закреплен на наружной поверхности барабана пластинчатой пружиной, причем направляющая каретка установлена на панели вдоль образующей цилиндра барабана.