Крыльчатка для определения сопротивления грунта сдвигу Советский патент 1990 года по МПК E02D1/00 

Изобретение относится к строитель- стну и может быть использовано при инженерно-геологических изысканиях . юд строительство для определения сопротивления грунта сдвигу в полевых условиях.

Целью изобретения является повышение достоверности получаемых результатов.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - график зависимости величины крутящего момента от угла (поворота крыльчатки.

Устройство включает три секции I, II, III, каждая из которых состоит из лопастей 1, жестко прикрепленных к полым внешним валам 2, расположенным один над другим. На внутренней поверхности полых валов 2 размещены упоры

3под углом 120°. На внутреннем валу

4на одной вертикальной линии устроены кулачки 5, входящие в зацепление с упорами 3. Нижний.заостренный конец внутреннего вала 4 жестко связан с полым внешним валом 2 секции 1,а верхняя часть полого вала 2 секции III с помощью накидной гайки 6 через прокладки 7 соединена с внутренним валом 4. Секции I, II, III раздепены между собой антифрикционными про- кладками 8. Высоты секций I, II, Т1Г кратны между собой, высоты секций

IIи III равны между собой и каждая

в два раза превышает высоту секции I

Крыльчатка работает следующим об- разом.

В подготовительную стандартным способом горную выработку (скважину, шурф и т.п.) методом задапливания погружают крыльчатку на проектную глу- бину опробования, предварительно установив среднюю и верхнюю секции в крайнее положение, в сторону, противоположную направлению вращения сдвига (при этом упоры секций II и

IIIрасполагаются под углом 120° по отношению к соответствующим кулачкам что контролируется по совмещению рисок, нанесенных на лопасти).

j

Q

n

о

5

Соединяют вал с силопередающим стандартным узлом и передают на вал крутящий момент, при этом первой начинает поворачиваться нижняя секций I, жестко скрепленная с валом. Величина крутящего момента (м к„),его максимального (Мст) и остаточного (М ост) значений фиксируется, строится график ее зависимости от угла поворота крыльчатки (фиг.З, участок). При повороте секции I ua угол 120е кулачок вала в верхней секции II входит в зацепление с ее упором и начинает вращать ее лопасти. Измеряют величину суммарного крутящего момента (М кр), равного (сумме и , а также Мост и Мост , и строят график зависимости суммарного момента от угла поворота крыльчатки (фиг.З, участок б). При повороте крыльчатки на 240° в зацепление входит кулачок вала, соответствующий упору средней секции III. Вращают вал и измеряют величину суммарного крутящего

., ш момента Mkp, равного сумме остаточных

моментов М дет и Мост и максимального момента . Продолжают вращать крыльчатку до стабилизации значения величины крутящего момента М0сТ . Строят график зависимости величины крутящего момента от угла поворота крыльчатки (фиг.З, участок в).

По результатам испытаний разделяют суммарн- л крутящий момент на составляющие за счет сопротивления грунта сдвигу по боковой поверхности крыльчатки и по ее основаниям.

Поскольку Мрст равен гумме двух

моментов - MJ,C (моменту по основанию) и моменту по боковой поверхно- сти «.„(), то M;CT выражается как сумма моментов

Ст+2Мос + 2МБОК ,

ост

где 2МЕОК соответствует увеличению длины секции II в два раза.

Отсюда, зная величины м и м определяют MSo(c как°ГТ|

м6в м - 2м;ст.

ост

Проверяют однородность геологического строения опробованного участка, сопоставляя величины крутящих моментов за счет сопротивления грунта сдвигу: по боковой поверхности цилиндра МБ, рассчитанное выше, и„ Мр, полученное следующим образом.

С графика зависимости снимают значение , равное сумме моментов за счет двух моментов по площади оснований (2МОС) и пяти моментов по боковой поверхности (5М60К),

2М

ос

+ 5М

БОК

откуда

М

УйсТ..

В том случае, когда разница между МБ и МБ не превышает 15-20%, говорят об однородности геологического строения, а по величинам М6 и Мос судят об анизотропии свойств опробованных грунтов. Расчет касательных напряжений t производят по формуле

л М H

)

где D 5 Н

диаметр крыльчатки; высота секции I.

Изобретение позволяет дифференцированно определять сопротивление грунта сдвигу по боковой поверхно- сти лопастей и по их основанию.

Формула изобретения

Крыльчатка для определения сопротивления грунта сдвигу, включающая внешние валы, установленные со- осно с внутренним валом один иод другим с возможностью независимого зацепления с ним, и установленные на внешних валах секции лопастей, отличающаяся тем, что, с целью повышения достоверности получаемых результатов, она снабжена дополнительным внешним валом с секцией лопастей, жестко закрепленных на нижней части внутреннего вала, при этом секции лопастей имеют прямоугольную форму, а их высоты крат- ,ны между собой.

Изобретение относится к строительству и может использоваться для определения сопротивления грунта сдвигу в полевых условиях. Цель изобретения - повышение достоверности получаемых результатов. Крыльчатка для определения сопротивления грунта сдвигу состоит из внешних полых валов 2 установленных соосно с внутренним валом 4 один под другим. При вращении внешних полых валов 2 осуществляется независимое их зацепление с внутренним валом 4. На внешних валах 2 установлены секции прямоугольных лопастей 1, которые кратны по высоте. Внутренний вал 4 в нижней части жестко соединен секцией лопастей. При его движении вращается нижняя секция I лопастей, через 120° происходит зацепление средней секции II и еще через 120°-верхней секции III лопастей. Крыльчатка позволяет дифференцированно определять сопротивление грунта сдвигу по боковой поверхности лопастей и по их основанию. 3 ил.

Л

issxcSSS

А-А

Фие 2

Метр M OCT - мЬр

фиаз

Составитель Н.Шилин Редактор Л.Маковская Техред Л.Олийнык Корректор И.Муска

Заказ 1894

Тираж 544

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

.а ост

Ш

стр

ffff ост

2W

360

в1

Подписное