Устройство для испытания грунта в массиве Советский патент 1991 года по МПК E02D1/00 

Изобретение относится к строительству, к исследованию грунтов в полевых условиях и может использоваться для определения сжимаемости и других свойств грунта в присутствии различных реагентов.

Цель изобретения - повышение надежности получаемых результатов и достоверности моделирования природных и техногенных процессов от воздействия реагента на грунт при снижении трудоемкости испытаний, а также воздействие на грунт вокруг оболочки разными реагентами и определение негативного трения грунта по свае.

На фиг.1 дана схема устройства, продольный разрез; на фиг.2 - то же, с двумя оболочками; на фиг.З - то же, поперечный разрез; на фиг.4 - то же, с разрезной оболочкой; на фиг.5 - фрагмент двухполостной оболочки; на фиг.6 - схема работы устройства.

Устройство содержит полую двухслойную перфорированную по внутренней поверхности оболочку 1 с жесткой режущей обоймой 2 в нижней части. Оболочка 1 выполнена с отсеками 3, каждый из которых соединен автономным каналом 4 с источником реагента (не показан).

На внешней поверхности оболочки 1 закреплен жесткий пояс 5 с возможностью перемещения и фиксации по высоте, по длине которого равномерно размещены упоры 6 в виде конических гнезд для установки в них пневмопробойников 7, служащих приводом при внедрении оболочки 1 в грунт, питание которых происходит сжатым воздухом от компрессора. Упоры 6 закреплены на поясе с возможностью поворота и фиксации в плоскости, касательной поверхности пояса. Полая оболочка 1 может быть выполнена двухполостной из двух тонких наружных слоев 8 с перфорацией и одного сплошного слоя 9, играющего роль каркаса. Каждая полость 10 сообщена со своим источником реагента (фиг.5).

Оболочка 1 с обоймой 2 может быть выполнена разрезной. Каждая часть 11 обо- лочки при этом снабжена своими приводами в виде пневмоприбойников 7. Для определения негативного трения грунта по свае 12 устройство снабжено дополнительной перфорированной по внутренней поверхности полой оболочкой 13 со своей режущей обоймой 14 и приводами в виде пневмопробойников 15. Оболочка 13 расположена коаксиально снаружи основной обо- лочки 1. Для погружения грунта при испытании используют штамп 16 с нагрузочным приспособлением, а для регистрации параметров грунта (напряжений.

деформаций, влажности, температуры йдр.)- измерительные приборы 17.

Устройство работает следующим образом.

Полую перфорированную оболочку 1 с

помощью пневмопробойников 7 погружают в массив грунта и отделяют от него столб, в котором размещают измерительные приборы 17.

0 Одновременно с погружением оболочки 1 начинают подавать в нее под давлением реагент из источника на поверхности. Обо- л очка 1 снабжена перфорацией на стороне, обращенной к столбу. Подача реагента че5 рез перфорированную поверхность оболочки 1 под давлением исключает кольматацию перфорации. Периодическое повышение - снижение давления подачи реагента изменяет толщину оболочки 1 и вследствие обра0 зования зазора - снижает трение. Реагент равномерно воздействует на столб грунта и не растекается в стороны, что уменьшает его расход.

Столб грунта остается ненарушенным.

5 После отделения столба от массива грунта и воздействия на столб нужным количеством реагента по измерительным приборам 17 снимают показатели свойств грунта от собственного веса грунта.

0 Затем на поверхность столба устанавливают штамп 16 и передают через него внешнюю нагрузку. Давление реагента может быть повышено: расширенная оболочка 1 увеличивает трение с наружным массивом

5 18 и используется как упор для нагружения штампа 16.

При необходимости оценки в присутствии реагента негативного трения грунта о фундаментные конструкции (сваю, рост0 верк, стену подвала и др.) используют дополнительную оболочку 13.

Устройство погружают, начиная с оболочки 1, при этом после погружения обеспечивается примыкание оболочки к грунту без

5 зазора. Затем погружают наружную оболочку 13. Между внутренней поверхностью оболочки 13 и грунтом кольца сохраняется зазор, который исключает зависание грунта на оболочке 13 при действии реагента.

0 Негативное трение на внутреннюю оболочку 1 от грунта природного состояния фиксируют при подаче реагента в грунт кольца между оболочками 1 и 13 на определенном уровне (например, снизу). От дей5 ствия реагента грунт на этом уровне деформируется (проседает, набухает и т.п.), при-этом происходит перемещение остального грунта природной влажности, что создает трение его о внутреннюю оболочку 1, которое измеряется, например, при помощи

динамометра, укрепляемого между внутренней оболочкой 1 и реперной системой. Затем производят всестороннюю подачу реагента в столб грунта внутри оболочки 1 и определяется негативное трение по оболочке 1 при деформации грунта, обработанного реагентом.

Для испытания грунта сваей 12 с учетом негативного трения также используют устройство с двумя оболочками. При этом сначала погружают оболочку 1, а затем оболочку 13 без подачи реагента.

При нагружении сваи внешней нагрузкой от домкрата оболочку 13 используют в качестве анкера. Оценку негативного трения производят после нагружения сваи в грунте природного состояния путем подачи реагента в оболочку 1, выполненную с отсеками (подача реагента снизу, сверху, послойно и т.д.).

Если необходимо испытать массив большой площади или большегабаритную сваю, а мощность оборудования (пневмоп- робоиников, компрессора) малы для погружения целиком оболочки замкнутого контура используют оболочку, разрезанную на части 11, которые погружают пневмопро- бойниками 7 последовательно внакладку, отсекая в итоге от массива грунта 18 столб грунта. Для экономии реагента его подают после образования замкнутого контура оболочки.

При изысканиях бывает необходимо исследовать свойства грунта на воздействие одного реагента, а погружению оболочки способствует другой реагент, который эффективно снижает трение о грунт. В таком случае оболочку выполняют трехслойной (фиг. 5).Подачу реагентов в обе полости производят при одинаковых давлениях.

При агрессивных реагентах оболочки выполняют из стойких к аналогичным реагентам материалов. Если реагентом является температура, оболочку выполняют из термоизоляционного материала, а поверхность столба утепляют.

Формула изобретения

1.Устройство для испытания грунта в массиве в присутствии реагента, включающее полую перфорированную по внутренней поверхности оболочку, сообщенную с источником реагента и в нижней части соединенную с жесткой режущей обоймой, имеющей привод с упорами, нагрузочное приспособление и измерительные приборы,

отличающееся тем, что, с целью повышения надежности получаемых результатов и достоверности моделирования природных и техногенных рроцессов от воздействия реагента на грунт при снижении трудоемкости испытаний, оболочка снабжена жестким поясом, закрепленным на ее внешней поверхности с возможностью перемещения и фиксации по ее высоте и выполнена с отсеками, каждый из которых

соединен автономным каналом с источником реагента, а привод выполнен в виде пневмопробойников, размещенных в упорах в виде конических гнезд, закрепленных равномерно по длине пояса с возможностью поворота и фиксации в плоскости, касательной к поверхности пояса.

2.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что, с целью воздействия на грунт

вокруг оболочки разными реагентами, полая оболочка выполнена двухполостной, а ее наружная поверхность - перфорированной, причем каждая полость сообщена с источником своего реагента.

3. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что. с целью определения негативного трения грунта по свае, оно снабжено дополнительной перфорированной по внутренней поверхности оболочкой с режущей

обоймой и приводом, расположенной коак- сиально снаружи основной оболочки.

4. Устройству по пп.1 и 3,от л ича ю ще- е с я тем, что обе оболочки и их режущие обоймы выполнены разрезными по периметру с приводами на каждой разрезной части.

15

4

Изобретение относится к строительству и может использоваться для определения свойств грунта в присутствии различных реагентов. Цель изобретения - повышение надежности получаемых результатов и достоверности моделирования природных и техногенных процессов от воздействия реагента на грунт при снижении трудоемкости испытаний. В устройстве, содержащем полую перфорированную по внутренней поверхности оболочку 1, сообщенную с источником реагента режущую обойму 2 и привод с упорами 6, последние закреплены на жестком поясе, установленном снаружи оболочки 1 с возможностью перемещения и фиксации по ее высоте. Привод выполнен в виде пневмопробойников 7, зафиксированных в упорах 6. Последние имеют возможность поворота и фиксации в плоскости, касательной поверхности пояса. С целью воздействия на грунт вокруг оболочки разными реагентами оболочка 1 выполнена двухполостной для соединения каждой полости со своим реагентом. С целью определения негативного трения грунта по свае устройство снабжено дополнительной аналогичной основной оболочкой, установленной коаксиально ей снаружи. Обе оболочки также могут состоять из отдельных частей, полученных разрезанием оболочек по периметру с автономными режущими частями и приводами. 3 з.п. ф-лы, 6 ил. fe ON CJ О СЛ д СЛ

Фиг. I

&U2.3

7J

Фиг. t

П

Н источникуК источнику

pea гент / реаее нта

Ю

9

-8

Фиг.5

К источнику реагента