Устройство для испытания грунта пенетрацией и вращательным срезом Советский патент 1990 года по МПК E02D1/00 

Изобретение относится к устройствам для определения физико-механических свойств грунтов при инженерных изысканиях в строительстве.

Целью изобретения является повышение производительности испытаний за счет улучшения эргономических качеств устройства.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - вид Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.З; на фиг.5 фиксатор штанги, разрез.

Устройство содержит полый цилиндрический корпус 1 с рукояткой 2 и трубчатым элементом 3, в нижней части которого установлены ножные опоры 4 и упор 5. Внутри корпуса установлена

полая втулка 6 с упором 7 под пружину 8 динамометра, а в его верхней части соосно установлен фиксатор штанги 9. Внутри корпуса 1 и фиксатора 9 пропущена штанга 10 с комбинированным рабочим наконечником 11.

На корпусе 1 закреплен кронштейн 12 для индикатора 13 часового типа, измерительный стержень 14 которого взаимодействует с упором 15 на рукоятке 2. На рукоятке 2 установлен узел замера крутящего момента, выполненный в виде корпуса 16, состоящего из двух симметричных половин, между которыми в направляющих подвижно установлена зубчатая рейка 17, жестко связанная с упорной пластиной 18 с одной стороны и взаимодействующая с измерительным стержнем 19 индикатора 20 часового

in w 1 ел

типа, установленного на корпусе 16 с другой стороны.

В полостях симметричных половин корпуса 16 установлены подвижные втулки 21 с упорами 22 под пружины 23 сжатия динамометра, жестко связанные с упорной пластиной 18.

Зубчатая рейка 17 взаимодействует с зубчатым сектором , жестко свя- lf) занным со втулкой 25, вращающейся на подшипниках 26 - 28 скольжения относительно втулки 6. Втулка 25 жестко связана с фиксатором штанги 9, цилиндрический корпус 29 которого имеет внутреннюю поверхность, на которой спирально проточена полусферическая направляющая канавка 30, взаимодействующая с парой шариков 31, установленных в сквозных продольных прорезях jn 32 сепаратора 33, выполненного в виде .усеченного конического стакана с

наружной гайкой 3 вращения. i

Устройство работает следующим образом.25

Перед испытанием собирают колонну штанг с комбинированным рабочим наконечником 11 и пропускают ее через трубчатый элемент 3, втулку 25 и фиксатор штанги 9.30

Не доведя рабочий наконечник 11 до упора на величину разового интервала зондирования, штангу 10 фиксируют в фиксаторе 9 путем вращения гайки с сепаратором 33 ДО заклинивания з шариков 31 между штангой и направляющей канавкой 30 корпуса 29.

Индикаторы 13 и 20 часового типа приводят в исходное положение.

Зондирование грунта осуществляют до путем удержания устройства за рукоятки 2 в вертикальном положении с одновременной передачей усилия от веса

тывается по тарировочно S,f(Р, ) в усилие пене

Вращательный срез гр ляют при остановке зонд под контролируемой вели осевой нагрузки путем в са устройства за рукоят вой стрелке.

Величина сопротивлен ному срезу грунта фикси тором 20 часового типа, крутящего момента. При от рук оператора переда рукоятки 2 корпуса 1 и вижное в осевом направл ние на корпус 16 узла з го момента, сжимая пруж мента, пока не скомпенс ем сопротивления грунта срезу, передаваемым от бочего наконечника 11 ч 10, фиксатор штанги 9, зубчатый сектор на з 17, вызывая ее продольн и перемещение втулок 21 сжимающих пружины 23 сж чину Se, которая фиксир тором 20 часового типа.

По тарировочному гра xR) f (И™) , где R - рас вращения до оси втулок величину крутящего моме величину MK«, по известн тям определяют величину сопротивления грунта вр срезу Ј; при заданном Р под рабочим наконечн

По зависимости Кулон графика Ј; Р; по р замеров в каждом выделе грунтового массива опре ну удельного сцепления

50

оператора через ножные опоры k на штангу зонда. Глубину погружения зон-45 Реннего трения грунта ц да в грунт фиксируют по мерным рискам 35 на штанге 10, а усилие сопротивления грунта погружению рабочего наконечника 11 - по показаниям индикатора 13 часового типа пружинного динамометра. При этом усилие сопротивления грунта погружению рабочего наконечника 11 передается через него на колонну штанг 10 и далее через шарики 31 на корпус фиксатора и втулку 25, вызывая посредством втулки 6 с упором 7 сжатие пружины 8 динамометра, величина сжатия S, которой фиксируется индикатором 13 и пересчи

.55

Формула изоб

Устройство для испыт пенетрацией и вращатель включающее корпус с рук с рабочим наконечником и измерительные приспос пружинных динамометров, ющееся тем, что, шения производительност за счет улучшения эргон честв устройства, корпу трубчатым элементом с н

тывается по тарировочному графику S,f(Р, ) в усилие пенетрации Рп.

Вращательный срез грунта осуществляют при остановке зондирования или под контролируемой величиной заданной осевой нагрузки путем вращения корпуса устройства за рукоятки 2 по часовой стрелке.

Величина сопротивления вращательному срезу грунта фиксируется индикатором 20 часового типа, как параметр крутящего момента. При этом усилие от рук оператора передается через рукоятки 2 корпуса 1 и шлицевое подвижное в осевом направлении соединение на корпус 16 узла замера крутящего момента, сжимая пружину 23 до момента, пока не скомпенсируется усилием сопротивления грунта вращательному срезу, передаваемым от крыльчаток рабочего наконечника 11 через штанги 10, фиксатор штанги 9, втулку 25 и зубчатый сектор на зубчатую рейку 17, вызывая ее продольное перемещение и перемещение втулок 21 с упорами 22, сжимающих пружины 23 сжатия на величину Se, которая фиксируется индикатором 20 часового типа.

По тарировочному графику (P1x xR) f (И™) , где R - расстояние от оси вращения до оси втулок 21, определяют величину крутящего момента М. Зная величину MK«, по известным зависимостям определяют величину удельного сопротивления грунта вращательному срезу Ј; при заданном осевом усилии Р под рабочим наконечником.

По зависимости Кулона с помощью графика Ј; Р; по результатам 2-3 замеров в каждом выделенном слое грунтового массива определяют величину удельного сцепления С и угол внутРеннего трения грунта ц

0

45 Реннего трения грунта ц

5

Формула изобретения

Устройство для испытания грунта пенетрацией и вращательным срезом, включающее корпус с рукояткой, штангу с рабочим наконечником и фиксатором и измерительные приспособления в виде пружинных динамометров, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности испытаний за счет улучшения эргономических ка- честв устройства, корпус снабжен трубчатым элементом с ножными опооаJ7

20

Фиг. 2

АЛ 5

Изобретение относится к устройствам для определения физико-механических свойств грунтов. Целью изобретения является повышение производительности испытаний за счет улучшения эргономических качеств устройства. Оно содержит корпус с рукояткой и трубчатым элементом с ножными опорами, внутри которого пропущена штанга с комбинированным рабочим наконечником и фиксатором. В корпусе установлены измерительные приспособления в виде пружинных динамометров. Фиксатор штанги выполнен в виде цилиндрического корпуса со спиральной канавкой на внутренней конической поверхности, шариков и гайки с сепаратором в виде усеченного полого конического стакана с диаметрально противоположными по высоте стакана сквозными прорезями под шарики. 5 ил.

фие.З

15

ФиеЛ

34