Плотномер для крупнообломочных грунтов Советский патент 1985 года по МПК E02D1/02 

Изобретение относится к исследованию физико-механических снонств грунтов. По основному авт.. св. № 937605 известен плотномер для крупнообломочных грунтов, включающий корпус, соединенный с ластичным баллоном, измерительные приспособления, при этом корпус снабжен перегородкой, разделяющей его на два герметичньгх сосуда, и насосами, размещенными на корпусе, причем сосуды и баллон соединены с насосами и между собой посредством магистралей с возможностью их. перекрытия l J. Недостатком этого плотномера явнлется невысокая оперативность контроля, связанная с необходимостью определения влажности каждой пробы грунта, для установления плотности сухого крупнообломочного грунта, которая является контролируемым параметром. Определение влажности осуществляется в лабораторных условиях и занимает промежуток времени 6-12 ч объем отбираемых для этих целей проб имеет значительную массу, что увеличивает трудоемкость контроля. Целью изобретения является расши.рение функциональных возможностей. Эта цель достигается тем, что в плотномере для крупнообломочных грунтов, включающем корпус, соединен ный с эластичным баллоном, снабженный перегородкой, разделяющей его на два герметичных сосуда, и насосами, размещенными на корпусе, причем сосуды и баллон соединены с насосами и между собой посредством магистралей с возможностью их перекрытия, верхний герметичный сосуд снабжен загрузочной камерой, выполненной в виде полого поршня, а нагнетающий насос дополнительно соединен посредством магистрали с верхним герметичным сосудом, под загрузочной камерой На чертеже изображен предлагаемьй плотномер, общий вид. Плотномер содержит корпус 1 с дн 2 и крышкой 3, разделенной перегЬрод кой 4 на верхний и нижний герметичные сосуды 5 и 6, нагнетающий насос 7, соединенный магистралью 8, перекрывающейся двумя кранами 9 и 10 с верхним герметичным сосудом 5 и ман метром 11, баллон 12 из воздухонепр ницаемого эластичного материала, со диненный магистралью 13, перекрывающейся краном 1А, с сосудом 5 it магистралью 15, перекрывающейся крапом 16, с всасынающим насосом 17, герметичный сосуд 3 магистралью 18 с краном 19 связан с герметичным сосудом 6. При соединении нагнетающего насоса 7 с магистралью 8 для предотвращения обратного хода воздуха предусмотрен клапан 20. В герметичном сосуде 5 размещена передвигающаяся под действием воздуха загрузочная камера 21, выполненная в виде полого поршня. Герметичный сосуд 5 дополнительно соединен магистралью под загрузочной камерой 21 с нагнетающим насо;сом 7. Загрузочная камера 21 в верх1ней части сосуда 5 ограничена упор:ным кольцом 22. Принцип действия плотномера основан на применении закона Бойля-Мариотта. Плотномер работает следующим образом. В контролируемом слое крупнообломочного грунта отбирают пробу и в лунку 23, образовавшуюся после отбора пробы, помещают баллон 12, причем объем лунки должен быть меньше объема баллона в наполненном состоянии, плотномер прикрепляют к поверхности грунта штырями 24. Из баллона 12 всасывающим насосом 17 откачивают воздух и закрывают кран 16. В герметичньй сосуд 5 нагнетающим насосом 7 накачивают воздух при закрытом кране 10 и открытом кране 9 и манометром 11 измеряют давление Р . Затем открывают кран 14 и воздух, находящийся в сосуде 5, под давлением Р. поступает в баллон 12, прижимая его к поверхности лунки. Измеряют давление РЗ, Установившееся в системе герметичный сосуд 5 - баллон 12. Если объем герметичного сосуда 5 равен V , то объем лунки V. определяют по выражению Zll где Р„ - атмосферное давление. После определения объема лунки приступают к определению массы пробы Q и объем пробы , для чего снимают крышку 3 и нагнетающим насосом 7 при закрытом 9 и открытом 10 кранах в нижнюю часть сосуда 5 подают воздух, при этом загрузочная камера 21 перемещается в верхнюю

3

часть сосуда 5 н фиксируется там упорным кольцом 22. В герметичном сосуде 5 создается давление Р,, которое измеряют манометром Т1. Зате отобранную из контролируемого слоя пробу 25 помещают в загрузочную камеру 21, Под действием веса пробы загрузочная камера 21 перемещается вниз и сжимает находящийся в герметичном сосуде 5 воздух. Манометром 11 измеряют давление Р, установившееся в сосуде 5 после размещения пробы. По известному выражению определяют массу пробы

Р4-Ма

гргде S - площадь поперечного сечения герметичного сосуда 5,

Открывают оба крана 9 и 10, воз.дух, находящийся в нижней части герметичного сосуда 5, выходит и загрузочная камера 21 вместе с пробой 25 перемещается в герметичньм сосуд 5. Закрывают крьпику 3 и кран 10 и при открытом кране 9 нагнетают насосом 7 в герметичный сосуд 5 воздух до давления Р.

Затем открьшают кран 19 и измеряют давление Р , установи1вшееся в системе герметичный сосуд 5 - герметичный сосуд 6.

Если объем герметичного сосуда

5V, , а объем герметичного сосуда

6Vj, то объем минеральных частиц

57160 и

воды, содержащихся в пробе V определяется по выражению

JiA

V V 1

После выполнения этих.операций расчетным путем из выражения определяют плотность сухого крупнообломочного грунта у(Дгр-Уб пр)У5

(Уз-Ув)-

где- д - плотность минеральных частиц грунта, определяемая предварительно в лабораторных условиях, величина постоянная для каждого вида крупнообломного грунта, г/см, V, - ПЛОТНОСТЬ ВОДЫ, г/см.

Величины Р , Pj и Р, стандартизируются и входят в техническую характеристику прибора. Прибор снабжается монограммами, по которым, в зависимости от Pj, Р4 и Р, определяют V,, Qrp гр э затем и . , которую сравнивают в требуемой.

Установление трех фазовых характеристик, вместо общепринятых двух, позволяет исключить операцию определения влажности пробы, что сущест-

венно повьшает оперативность контроля:, позволяет получать характеристики качества уплотнения непосредственным измерением на объекте, а также позволяет осуществлять коррекцию технологического процесса уплотнения.

ПЛОТНОМЕР ДЛЯ КРУПНООБЛОМОЧНЫХ ГРУНТОВ по авт. :в. № 937605, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, верхний герметичный сосуд снабжен загрузочной камерой, вьшолненной в виде полого поршня, а нагнетающий насос дополнительно соединен посредством магистрали с верхним герметичным сосудом под загрузочной камероГи (Л ел О)