Устройство для отбора образцов грунта Советский патент 1989 года по МПК G01N1/04 

:ел

Изобретение относится к технике исследования грунтов. Цель изобретения - повышение представительности образца и обеспечение возможности его отбора с заданной глубины, определение прочностных свойств грунта в массиве и обеспечение возможности проведения статического зондирования грунта в массиве при отборе образцов. Устройство содержит корпус 1 с приемной гильзой 2 и дополнительный корпус 3. Корпуса 1 и 3 соединены жесткими связями 4. На равном удалении от корпусов 1 и 3 на связях 4 закреплена втулка 5, сквозь которую свободно проходит шток 6. Выше и ниже дополнительного корпуса 3 соосно с ним размещены защитные конусы 7 и 8. В промежутках между дополнительным корпусом 3 и конусами 7 и 8 расположены диски 15 и 16 с хвостовиками, неподвижно закрепленными на штоке 6. На верхнем конце штока 6 размещено приспособление 17 для поворота его вокруг оси. Диски соединены между собой перемычкой 18. Внутри штока 6 размещена штанга 19, на одном конце которой выполнен конусный наконечник 20, а на другом установлен динамометр 21. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

22

,а

ND

20 Ю J

ФигЛ

31511622

втулка 5, сквозь которую свободно проходит шток 6. Выше и ниже дополнительного корпуса 3 соосно с ним размещены защитные конусы 7 и 8. В г промежутках между дополнительным корпусом 3 и конусами 7 и 8 расположены диски 15 и 16 с хвостовиками, неподвижно закрепленными на штоке 6. На

Изобретение относится к технике 15 сследования грунтов, служащих осноанием, средой или материалом для сооружения объектов гидроэнергетического, промышленного и гражданского строительства, и может быть исполь- 20 зовано для отбора образцов грунта ненарушенного сложения с целью послеующего изучения его физико-механических свойств в лабораторных условиях.25

Цель изобретения - повышение представительности образца и обеспечение возможности его отбора с заданной глубины, определение прочностных свойств грунта в массиве одновременно 30 с отбором образца и обеспечение возможности проведения статического зондирования грунта в массиве при отборе образцов.

На фиг.1 изображено предлагаемое з5 устройство, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сверху (разрез А-А на фиг.1).

Устройство содержит корпус 1 с приемной гильзой 2 и дополнительньш корпус 3.40

Корпус 1 и дополнительный корпус 3 соединены ме5кду собой посредством жестких связей 4, имеющих (при виде сверху) относительно небольшую пло- 45 щадь поперечного сечения (фиг.2).

На равном удалении от корпуса 1 и дополнительного корпуса 3 на жестких связях 4 закреплена втулка 5, сквозь которую свобо-дно проходит щток 6 для Q задавливания.

Выше и ниже дополнительного корпуса 3 соосно с ним размещены защитные конусы 7 и 8. Положение конусов 7 и 8 относительно дополнительного корпу-55 са 3 зафиксировано посредством жестких связей 9 и 10 соответственно и втулок 11 и 12, свободно надетых на шток 6.

верхнем конце штока размещено приспособление 17 для поворота его вокруг оси. Диски соединены между собой перемычкой 18. Внутри штока 6 размещена штанга 19, на одном конце которой вьшолнен конусный наконечник 20, а на другом установлен динамометр 21. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Жесткие связи 4,9 и 10, скреплены между собой посредством перемычек (ребер жесткости) 13,и 14.

В промежутках между дополнительным корпусом 3 и конусами 7 и 8 размещены диски 15 и 16 с хвостовиками, неподвижно закрепленными на штоке 6. Хвостовики, удерживая диски 15 и 16 соосно с дополнительным корпусом 3, в то же время ограничивают продольное перемещение втулки 5 относительно штока 6 и одновременно не препятствуют ее повороту вокруг своей оси или, что равнозначно, повороту щтока 6 относительно втулки 5.

Верхний конец штока 6 снабжен приспособлением для его поворота вокруг оси. В простейшем случае это приспособление может быть выполнено в виде воротка 17 для поворота штока вруч- ,ную, однако для повьш ения величины крутящего момента приспособление для поворота штока может содержать соответствующую передачу с ручным или механическим приводом.

Диски 15 и 16 соединены между собой плоской перемычкой 18, расположенной в плоскости жестких связей 4 за пределами дополнительного корпуса 3

Внутри штока 6 размещена штанга 19. На нижнем конце штанга 19 снабжена стандартным конусом 20 для статического зондирования грунтов, а на верхнем - динамометром 21.

Устройство работает следующим образом.

Устройство устанавливают на по-- верхность грунта и к верхнему концу штока 6 прикладьшают задавливающее усилие, которое для слабых грунтов может создаваться вручную, а для более плотных - с помощью каких-либо механических средств (например, гидравликой бурового станка или установками статического зондирования),

515

Под воздействием приложенного вертикального усилия устройство задав- ливается в грунт на заданную глубину для отбора образца,

В процессе задавливания через корпус 1 свободно проходит грунт и, поскольку соотношение высоты и диаметра корпуса 1 выбирается из оптимальных условий, сложение его не нарушается. Одновременно в грунт погружается и дополнительный корпус 3, жестко связанньй с корпусом 1.

Нижний защитный конус 8 облегчает внедрение дополнительного корпуса 3 в грунт, а взаимное расположение корпуса 3 и конусов 7 и 8 защищает диски 15 и 16 от воздействия грунта.

После погружения устройства на заданную глубину с помощью приспособления 17 поворачивают шток 6 на180 „

При этом, благодаря большому боковому сопротивлению жестких связей 4 и корпусов 1 и 3, последние остаются неподвижными, а соединенные хвостовиками со штоком 6 диски 15 -И 16 выходят из зазоров между дополнительным корпусом 3 и конусами 7 и 8, подрезают сверху и снизу образец, находящийся в приемной гильзе 2 корпуса 1, и полностью перекрывают отверстие в корпусе 1. При повороте штока 6 на 180° перемычка 18 будет работать на подобие известной крыльчатки и по значению максимального крутящего момента можно определить прочностные свойства грунта в массиве на глубине отбора образца ненарушенного сложения.

После перекрытия дисками 15 и 16 корпуса 1 с образцом грунта в приемной гильзе 2 к верхнему концу штанги 19 через динамометр прикладьшают за- давливающее усилие, заставляющее перемещаться шток 2;2 вниз относительно неподвижного штока 6 (лобовое сопротивление корпуса 1, перекрытого дисками 15 и 16, жестких связей 4 с перемычками 13 и 14 и дополнительного корпуса 3 с конусами 7 и 8 сзтцествен- но вьш1е лобового сопротивления стандартного для статического зондирования конуса 20),.в результате чего конус 20 будет погружаться в грунт, обеспечивая с помощью динамометра 21

26

возможность получения характеристик .. грунта при статическом зондировании. Затем устройство извлекают на поверхность вместе с отобранным образцом (грунта,

Ф-о рмула изобретения

1о Устройство для отбора образцов грунта, например сьтучих, пластичной; мягкопластичной и текучей консистенции, включающее корпус с приемной гильзой, горизонтальные отсекатели,

ШТОК , для задавливания устройства с рукояткой, отличающееся тем, что, с целью повышения представительности образца и обеспечения его отбора с заданной глубины, оно

снабжено дополнительным корпусом, выполненным в виде цилиндра с расположенными у его торцов с зазором защитными конусами, при этом шток для за- давливания выполнен с конусным наконечником и снабжен зафиксированной на нем с возможностью поворота вокруг своей оси втулкой с жесткими связями равной длины в виде рамы для крепле- ния на ней корпусов, а горизонтальные отсекатели выполнены в виде размещенных между торцами дополнительного корпуса и защитными конусами дисков с хвостовиками, закрепленными на штоке для задавливания,

3,Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения проведения статического зон-.- ирования грунта в массиве при отбое образцов, шток для задавливания ыполнен полым, а его конусный накоечник снабжен расположенной в штоке тангой, при этом устройство снабжео датчиком осевого усилия, установенным на верхнем конце штанги.

Ч

±.у фиг. 2