Устройство для определения сжимаемости дисперсных грунтов Советский патент 1988 года по МПК E02D1/00 

Изобретение относится к исследованию свойств грунтов и может быть использовано при инженерно-геологическом обосно- |вании строительства различных объектов.

Цель изобретения - повышение достоверности результатов испытаний путем создания однородного напряженного состояния грунта под нагрузочным штампом.

На фиг. 1 приведена обш,ая схема устройства; на фиг. 2 - узел трансформации винтовой лопасти штампа в плоский диск.

Устройство для определения сжимаемости дисперсных грунтов состоит из секций штанг 1, нижняя из которых имеет шлице- вую муфту 2, а на верхней секции смонтировано нагрузочное устройство 3. На одной из секций штанги 1 приварена анкерная лопасть 4. Секции штанги 1 соединяются между собой с помошью штифтов 5. В, шлицевую муфту 2 нижней секции штанги 1 помещена на шлицах упорная втулка 6, перемещение которой относительно штанги 1 ограничивается ограничителем 7. Во втулку 6 ввинчена нижняя секция нажимного штока 8 с упором 9, на верхнюю секцию которого передается опытная нагрузка. Секции штока 8 соединяются между собой штифтами 10. К нижнему кольцу нажимного штока 8 с помощью соединительного кольца 11 прикреплен нижний конец винтовой лопасти 12 штампа, а верхний конец лопасти 12 прикреплен к упорной втулке 6, имеющей направляющие прорези 13, в которых размещены и могут перемещаться сухари 14, соединенные со средней частью винтовой лопасти 12 со стороны ее внутреннего кольца. Для предотвращения попадания грунта в резьбовое соединение упорной втулки 6 и нажимного штока 8 служит сальник 15, а шток 8 оснащен фигурной рукоятью 16.

Устройство работает следующим образом.

Нижнюю секцию щтанги 1 с упорной втулкой 6, нижней секцией штока 8 и винтовой лопастью 12 штампа устанавливают на поверхности земли в точке опробования. Шток 8 до упора ввинчивают в упорную втулку 6. При этом лопасть 12 штампа приобретает форму однолопастного винта (первоначально она представляет собой металлическое кольцо, внутренний диаметр которого на несколько - до 5 мм больше наружного диаметра упорной втулки) с максимально возможным для данной конструкции шагом (щаг винтовой лопасти определяется возможностью упругих деформаций металла и для диаметра штампа в 300 мм соответственно составляет 30- 40 мм).

Далее с помощью жимков (не показано) нижнюю секцию вращением погружают в грунт. При этом и щтанга 1, и нажимной шток 8 вращаются с одинаковым числом оборотов, так как щток 8 в это

время жестко соединен со штангой 1 фигурной рукоятью 16.

Завинтив нижнюю секцию в грунт так, что ее верхний конец окажется на расстоя- НИИ 10-15 см от поверхности земли, вынимают рукоять 16 и наращивают сначала нажимной шток 8, а затем штангу 1 следующими секциями. Их верхние части вновь соединяют рукоятью 16 и продолжают завинчивание. Когда до необходимой глубины оп робования остается 1,5-1,7 м, в качестве следующей секции штанги 1 наращивают секцию с анкерной лопастью, имеющую шаг, равный максимальному шагу винтовой лопасти 12 штампа, и продолжают завинчивание

2 всей конструкции в грунт. При этом анкерная лопасть, в 1,5-2 раза превыш.аю- щая винтовую лопасть штампа по диаметру, располагается таким образом на штанге 1, что составляет продолжение винтовой плоскости штампа.

0 По достижении штампом глубины, на 15-20 см меньшей, чем проектная глубина опробования, фигурную рукоять 16 поворачивают в вертикальной плоскости на 180°, тем самым разъединяют нажимной шток 8

5 и штангу I. Вновь вращают штангу 1 и нажимной шток 8, но уже раздельно, причем скорость вращения нажимного штока 8 должна быть в 2-3 раза выше, чем штанги 1. При этом упорная втулка 6 начнет перемещаться вниз до ограничителя 7,

0 а затем нажимной шток 8 через соединительное кольцо 11 потянет вверх нижний конец винтовой лопасти 12 штампа, уменьшая с каждым оборотом шаг лопасти 12 до тех пор, пока винтовая лопасть 12 не трансформируется в плоский диск, о чем свидетель5 ствует прекращение погружения нажимного штока 8 по отнощению к погружению штанги 1. Причем среднюю часть винтовой лопасти 12 штампа при ее движении вверх поддерживают сухари 14, перемещаемые упором 9 штока. Момент превращения вин ТОБОЙ лопасти 12 в плоский диск определяют также по резкому увеличению сопротивления вращения штанги 1, когда анкерная лопасть через штангу 1 и упорную втулку 6 прижимает плоский диск штампа к грунту

5 на расчетной глубине опробования.

Поскольку при выполнении операций, проводимых по достижении глубины, на 15- 20 см меньшей проектной, с каждым оборотом анкерная лопасть погружается на строго определенную глубину, равную ее шагу,

0 то в момент, когда начинается изменение шага винтовой лопасти 12 штампа, возникает разница в величине погружения анкерной и штамповой лопастей. Она компенсируется движением упорной втулки 6 по шлицам муфты 2, длина которой обес5 печивает компенсацию этой разницы. По достижении расчетной глубины опробования и трансформации винтовой лопасти 12 штампа в плоский диск нажимной щток 8 и штангу 1 наращивают верхними секциями. На верхней секции штанги 1 монтируют нагрузочное приспособление, а на верхнюю грань нажимного штока 8 устанав/1ивают датчик осадки (например, мес.суру или прогибо- меры), который крепят на отдельный репер. После этого производят нагружение штампа и оценивают несущую способность грунта согласно существующему стандарту.

Формула изобретения Устройство для определения сжимаемости дисперсных грунтов, состоящее из штанги, однолопастного винтового штампа, нагрузочного приспособления и анкерной системы, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверност,и результатов испытаний путем создания однородного напряженного состояния грунта под нагрузочным штампом, оно снабжено упорной втулкой и подвижным нажимным штоком, размещенным внутри штанги и связанным верхним концом с нагрузочным приспособлением.

По окончании испытаний демонтаж уст- ройства ведут в обратном порядке. Причем вначале вращения в обратную сторону нажимной шток 8 вращают со скоростью, в 2-3 раза большей скорости вращения штанги 1, что обеспечивает превращение диска 15 при этом винтовая лопасть штампа одним снова в винтовую лопасть 12. Подъем же концом жестко закреплена на упорной втул- штанги 1 в первое время обеспечиваетсяке, а другим соединена с подвижным нашлицевой муфтой 2.жимным штоком с возможностью перемеЕсли осадка грунта при испытании нащения вместе со штоком в вертикальной

сжимаемость составляет больше половиныплоскости, причем шток соединен с упорной

длины хода шлицевой муфты 2 (например, 20 втулкой, размещенной в штанге с возмож- в торфяниках), то перед вывинчиваниемностью -ограниченного перемещения отштанги 1 ее сначала ввинчивают в грунт носительно штанги.

до отказа (т.е., выбирают ход шлицевой муфты 2), а затем проводят демонтаж.

Формула изобретения Устройство для определения сжимаемости дисперсных грунтов, состоящее из штанги, однолопастного винтового штампа, нагрузочного приспособления и анкерной системы, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверност,и результатов испытаний путем создания однородного напряженного состояния грунта под нагрузочным штампом, оно снабжено упорной втулкой и подвижным нажимным штоком, размещенным внутри штанги и связанным верхним концом с нагрузочным приспособлением.

при этом винтовая лопасть штампа одним концом жестко закреплена на упорной втул- ке, а другим соединена с подвижным на

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для исследования свойств грунта при инженерно-геологическом обосновании строительства различных объектов. Целью изобретения является повышение достоверности результатов испытаний путем создания однородного напряженного состояния грунта под нагрузочным штампом. Цель достигается тем, что винтовая лопасть 12 штампа одним концом жестко закреплена на упорной втулке 6, а другим соединена с подвижным нажимным штоком 8 с возможностью перемеш,ения вместе со штоком 8 в вертикальной плоскости. Винтовая плоскость штампа в процессе работы трансформируется в плоский диск. 2 ил. i W с СА 00 ю со