Грунтонос Советский патент 1986 года по МПК G01N1/04 

ления для его-контроля в поровон воде отобранного керна по его высоте. К 9 Г 1 снабжена односторонним пружинным клапаном 10 для удаления избыточной грунтовой воды при отборе керна. В средней камере 2 расположен шток 12 поршня 13, а в верхней

Изобретение относится к области инженерно-геологических изысканий для строительства, в частности к устройствам для отбора грунтов.

Цель изобретения - расширение диапазона применения грунтоноса путем обеспечения отбора кернов слабых водонасыщенных глин и песков с минимальным нарушением их природного сложения, а также повышение репрезентативности кернов грунта и точности определения физико-механических свойств исследуемого образца грунта (пористость, удельный вес, влажность, деформационные и прочностные характеристики) путем получения керна грунта ненарушенной структуры.

На фиг, 1 изображен грунтонос, общий вид , на фиг,, 2 - то же, в разрезе; на фиг, 3 - узел .1 на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 2f на фиг, 5 - узел II на фиг, 4,

Грунтонос .состоит из грунтосбор- ника 1, средней 2 и верхней 3/камерами, Грунтосборник 1, служащий для отбора кернов грунта, состоит из тонкостенного корпуса 4, в котором установлены рабочие кольца компрессионного прибора 5, позволяющие измерять боковое давление и соединенные меж- .ду собой прокладками 6, В последних вьшолнены прорези под петли-резаки 7 для разделения керна грунта на несколько образцов. В грунтосбор- нике 1 установлены датчики 8 поро- - вого давления, позволяющи е контролировать давление в поровой воде отобранного керна грунта по его высоте. Верхняя крьш1ка 9 грунтосборника 1 снабжена односторонним пружин ным клапаном 10, позволяющим удалить из грунтосборника 1 избыточную грунтокамере 3 - шток 14 поршня 15. К нижней части средней камеры 2 жестко прикреплены направляющие |6, имеюш 1е продольные пазы для перемещения ножей-затворов 18, служ-ащие для подрезки отбираемого грунта от массива. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

вую воду при отборе керна. Нижнюю часть грунтосборника 1 составляет нож-резак 11, который образуется путем заточки нижней кромки цилиндрического корпуса грунтосборника 1. Последняя имеет сложное очертание, образованное при усечении цилидри- ческого корпуса грунтосборника 1 двумя симметричными цилиндрическими

поверхностями, образуюш 1е которых перпендикулярны образующей корпуса грунтосборника 1, К верхней крышке . грунтосборника 1 жестко на резьбе крепится шток 12 поршня 13 сред4ней камеры 2. К верхней крьшже последней жестко на резьбе крепится шток 14 поршня 15 верхней камеры 3, -К нижней части внешней стороны сред- ней камеры 2 жестко на сварке кре пятся направляющие 16, которые представляют собой четыре сплошных металлических стержня квадратного сечения, попарно параллельные в верхней части и V-образные в нижней части,

причем изогнутые так, что они повто- ряют форму ножа-резака 11, Каждая пара направляющих 16 сходится и жестко соединяется в нижней точке.Средняя камера 2 предназначена для приведения направляющих 16 в движение.

В направляющих 16 выполнены продольные пазы 17, по которым в направляющих 16, перемещаются два ножа-затвора 18, служащие для подрезки отбираемого грунта от, массива, удержания его в грунтосборнике 1 и перевода грунтоноса в закрытое состояние. Ножи-затворы 18 тесно прижимаются к боковым вырезам 19 в ноже-резаке 11.

Пазы 17 направляюш;их 16 изнутри облицованы фторопластом 20 для обеспечения скольжения ножей-затворов 18 по пазам 17 направляющих 16 и гермв

тизации стыка между направляющей 16 и ножом-затвором 18. Ножи-затворы 18 представляют собой прямоугольные гибкие пластины, выполненные из листового железа. При перемещении по пазам 17 направляющих 16 ножи-затворы 18 изгибаются и принимают фориу направляющих 16. Один из ножей-затворов 18 длиннее другого так, что при их перемещении по облицованным фто- ропластом 20 пазам 17 н аправляющих 16 один нож-затвор 18 опережает другой и при их стыке торец более,короткого ножа-затвора 18 упирается в боковую сторону более длинного. Торец короткого ножа-затвора 18 отделан фторопластом 21 так, что при стыке ножей-затворов 18 образуется контакт металл-фторопласт , что повышает надежность и герметичность сты- ка. Ножи-затворы 18 закрывают боковые отверстия 19 в ноже-резаке 11, являющегося частью грунтосборника 1. Ножи-затворы 18 жестко соединены с верхней камерой 3 с помощью специальных щтанг 22 и планок 23. Металлические планки 23 при помощи болтового соединения жестко крепятся к ножам- . затворам 18. Верхняя крышка средней камеры 2 снабжена штуцером 24 для подачи давления в среднюю камеру 2. Верхняя крьш1ка верхней камеры 3 снабжена штуцером 25 для подачи давления в верхнюю камеру 3.

Верхняя камера 3 соединена при помощи резьбового соединения со штангой 26, которая служит для передачи нагрузки на устройство с поверхности земли. К штуцеру 24 верхней крь1шки средней камеры 2 крепится шланг 27 для подачи давления в надпоршневую часть средней камеры 2. К штуцеру 25 верхней крьш1ки верхней камеры 3 крепится шланг 27 для подачи давления в надпоршневую часть верхней каме- ры 3.

Грунтонос работает следующим разом.

Навинченный на штангу 26 грунтонос в закрытом состоянии опускается на дно скважины. Закрытым состоянием является следующее: направляющие 16 в крайнем нижнем положении, ножи-затворы 18 плотно закрывают грунтосборник 1, В подпоршневую часть верхней камеры 3 через штуцер 25 подается давление. Это приводит к перемещению поршня 15 штока 14 и средней

камеры 2, жестко соединенной со штоком 14, вниз. Криволинейные направляющие 16 также перемещаются вниз, так как они жестко соединены со средней камерой 2. При этом верхняя камера 3 оста-гтся в неподвижном состоянии. Гибкие ножи-затворы 18, расположенные в пазах 17 направляющих 16 и повторяющие форму криволинейной части направляющих 16, вниз не перемещаются, так как они жестко соединены с верхней камерой 3. По мере перемещения направляющих 16 вниз гибкие ножи-затворы 18, оставаясь на месте, выходят из пазов 17 криволинейной части направляющих 16 и вследствие своей гибкости раскрываются, распрямляясь. Нижнее положение поршня 15 верхней камеры 3 соответствует полному раскрытию ножей-затворов 18. При полном раскрытии ножей-затворов- их нижняя часть остается в пазах 17 прямолинейной верхней части направляющих 16. При своем раскрытии ножи- затворы 18 прижимаются к ножу-резаку 11, не позволяя грунту с нарушенной структурой попасть в грунтосборник 1

Затем через штуцер 24 подается давление в надпоршневую часть средней камеры 2. Вследствие этого происходит перемещение вниз поршня 13 и штока 12, а следовательно, и жестко закрепленного со штоком 12 грунтосборника 1, который при движении вниз врезается в массив грунта с ненарушенной структурой. При этом камеры 2, 3 и жестко закрепленные с верхней камерой 3 ножи-затворы 18 остаются на месте. Крайнее нижнее положение поршня 13 соответствует полному заполнению грунтосборника 1 грунтом с ненарушенной структурой.

Отделение керна грунта от массива проводится следующим образом. Сбрасывается давление в подпоршне- вой части средней камеры 2. К штанге

26 прикладывается вертикальная нагрузка. Под действием этой нагрузки происходит перемещение средней камеры 2, верхней камеры 3, направляющих 16 и ножей-затворов 18 вниз. Врезанный в грунт грунтосборник 1 и шток 12 средней ;самеры 2 вниз не перемещаются. Затем сбрасывается давление в надпоршневой части верхней камеры 3. К штанге 26 снова прикладывается вертикальная нагрузка. Под действием этой нагрузки происходит

перемещение верхней камеры 3 и ножей- затворов 18 вниз. Средняя камера 2 при этом вниз не движется, так как давление в надпоршневой части верхней камеры 3 сброшено, и при приложении вертикальной нагрузки к штанге 26 поршень 15, ас ним шток 14 и средняя камера 2 перемещаются вверх относительно верхней камеры 3. Вре- занньш в грунт грунтосборник 1 не Перемещается вниз. При движении вниз ножи-затворы 18 подрезают грунт вокруг ножа-резака 11 и замыкаются в своем крайнем нижнем положении, удерживая грунт в грунтосборнике 1.

Формула изобретения 1. Грунтонос, содержаИ :ий грунто что, с целью расширения диапазона применения грунтоноса, повьшения репрезентативности кернового грунта и точности определения физико-хими5 ческих свойств исследуемого грунта, он снабжен двумя установленными последовательно одна над другой камерами, выполненными в виде цилиндров, снабженных верхней крышкой, штоком и

10 поршнем, причем шток верхней камеры соединен с верхней крьшжой средней камеры, а шток средней камеры - с верхней крьш1кой грунтосборника,грунтосборник снабжен ножами-затворами,

15 вьшолненными в виде прямоугольных гибких пластин, а средняя камера снабжена направляющими, по длине которых вьшолнень пазы под ножи-за- творы, прИ этом верхняя крьшгка

и кор- сборник, выполненный в виде цилиндриЧ 20 пус грунтосборника снабжены датчика- с

ческого корпуса, снабженного верхней крышкой, ножом-резаком, рабочими . кольцами и прокладками с гибкими элементами, отлича.ющийся тем.

что, с целью расширения диапазона применения грунтоноса, повьшения репрезентативности кернового грунта и точности определения физико-химических свойств исследуемого грунта, он снабжен двумя установленными последовательно одна над другой камерами, выполненными в виде цилиндров, снабженных верхней крышкой, штоком и

поршнем, причем шток верхней камеры соединен с верхней крьшжой средней камеры, а шток средней камеры - с верхней крьш1кой грунтосборника,грунтосборник снабжен ножами-затворами,

вьшолненными в виде прямоугольных гибких пластин, а средняя камера снабжена направляющими, по длине которых вьшолнень пазы под ножи-за- творы, прИ этом верхняя крьшгка

и кор- пус грунтосборника снабжены датчика- с

ми порового давления,

2. Грунтонос по п. 1, отличающийся тем, что ножи-затворы выполнены из пружинной стали.

le

/

г

г/

Фиг. 5

(/г.4

Изобретение относится к устройствам для отбора грунтов, может быть использовано при инженерно-геологических изысканиях при строительстве и позволяет расширить диапазон применения грунтоноса, повысить репре- зентативность кернов грунта и точность определения физико-химических свойств грунта. Грунтонос содержит грунтосборник 1 (Г) со средней 2 и верхней 3 камерами, вьшолненнный в виде цилиндрического корпуса, снабженного верхней крышкой 9 (К), ножом-резаком 11, рабочими кольцами и прокладками, имеющими прорези под петли-резаки для разделения керна грунта на несколько образцов . В Г 1 установлены датчики 8 :порового дав- а ig g BSISiR SUSSEX

а

Редактор Н. Марголина

Составитель Л, Горяйнова

ТехредМ.Моргентал КорректорМ.

Заказ 5759Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг.5