Способ отбора образца грунта и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК G01N1/04 

Изобретение относится к технике и технологии опробования грунтов для изучения их физико-механических свойств в природном состоянии.

Наиболее близким к предлагаемому является грунтонос, включающий цилиндрический корпус, имеющий резьбу на внутренней и наружной поверхности.

Недостатком этого устройства является невозможность сохранения естественной структуры грунта при отборе образцов увеличенной длины, диаметра и массы из-за раздавливания образца под действием собственного веса по мере его отделения от грунтового массива.

Цель изобретения - сохранение естественной структуры образца при значительном увеличении его длины, диаметра и массы.

Поставленная цель достигается тем. что в способе отбора образца грунта, включающем его формирование за счет внедрения пробоотборника в грунтовый массив под действием вдавливающего усилия, к образцу дополнительно прикладывают тянущее усилие.

В устройстве для отбора образца грунта в соответствии с указанным способом, включающем корпус с наружными и внутренними спиральными выступами, шаг внутренней спирали больше шага наружной спирали. При этом внутренние спиральные выступы выполнены со скосами в продольном сечении со стороны режущего башмака, а в поперечном сечении - в направлении, противоположном направлению навивки спирали.

На фиг. 1 изображено устройство для опробования грунтов в массиве, общий вид: на фиг 2 и 3 - сечения А-А и Б-Б на фиг. 1.

IV СО х| OJ О О

Устройство содержит корпус 1 с внутренними 2 и наружными 3 спиральными выступами, переходник 4 и режущий башмак 5 со стопорными лопастями 6.

Отбор образца грунта с помощью устройства осуществляется следующим образом.

При внедрении устройства в грунтовый массив под действием осевого усилия режущий башмак 5 прорезает грунт по периметру скважины, а стопорные лопасти 6 удерживают его от вращения. При этом корпус 1, подвижно соединенный с переходником 4 и башмаком 5, вследствие взаимодействия наружных спиральных выступов 3 с грунтом, приводится во вращение относительно продольной оси устройства. Одновременно с этим вследствие вращения корпуса 1 внутренние спиральные выступы 2 за счет сцепления с боковой поверхностью образца оказывают на него растягивающее действие, возникающее при вдавливании образца внутрь пробоотборника. Этим обеспечивается разгрузка образца и предотвращение его раздавливания от собственного веса при отделении его от грунтового массива. Тянущее усилие на внутренней спирали 2 возникает за счет того, что величина ее шага превышает величину шага наружной спирали 3. Опытным путем установлено, что оптимальная разница в величине шага составляет около 1 % длины грунтоприемной полости пробоотборника. Увеличение разницы может привести к превышению предельно допустимого значения растягивающего усилия и к нарушению структуры образца, а уменьшение разницы приведет к снижению величины тянущего усилия и его компенсирующего действия. Продольные и поперечные скосы на внутренних спиральных выступах также позволяют снизить сопротивление внедрению пробоотборника и уменьшить нарушение структуры образца. Многорезное расположение спиральных выступов обеспечивает их равномерное распределение по боковой поверхности корпуса, контактирующей с грунтом, и снижает удельное контактное давление на грунт.

Общая площадь поверхности внутренних спиралей (со стороны приложения нагрузки к образцу) должна быть с учетом запаса прочности образца грунта в 5-7 раз

меньше площади поперечного сечения образца, что предохраняет образец от нарушения. Таким образом, при внедрении пробоотборника в грунт образец подвергается одновременному воздействию сил сжатия и растяжения, которые взаимно компенсируются, сохраняя естественное состояние образца при его продвижении внутри корпуса.

Предлагаемое изобретение позволяет

повысить качество опробования за счет сохранения естественной структуры образца грунта при увеличении его полезной длины, поперечных размеров и физической массы. Способ и устройство могут эффективно

использоваться для отбора образцов грунта при полевых геотехнических исследованиях.

Формула изобретения

1. Способ отбора образца грунта, заключающийся в формировании образца при внедрении пробоотборника в грунтовой массив, отличающийся тем, что, с целью повышения представительности образца за счет сохранения естественной структуры

апробируемого массива при значительных его размерах, к образцу прикладывают дополнительное тянущее усилие в процессе внедрения пробоотборника в апробируемый грунтовой массив.

2. Устройство для отбора образца грунта по п. 1, включающее корпус пробоотборника с внутренним и наружным спиральными выступами и режущий башмак, отличающееся тем, что, с целью

повышения представительности образца за счет сохранения естественной структуры апробируемого массива при значительных его размерах, шаг спирали внутренних выступов выполнен большим, чем шаг спирали

наружных выступов.

3. Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что внутренние спиральные выступы выполнены со скосами в продольном сечении в направлении, противоположном направлению навивки.

-JL

LJ

C3U 1

иi i

Изобретение относится к технике и технологии опробования грунтов при изучении их физико-механических свойств в природном состоянии. Цель изобретения - повышение достоверности образцов грунта при сохранении его естественной структуры. Это достигается тем, что к образцу дополнительно прикладывают тянущее усилие, создаваемое за счет того, что шаг внутренней спирали корпуса пробоотборника выполнен большим, чем шаг наружной спирали, а профиль выступов внутренней спирали выполнен со скосами в поперечном сечении со стороны режущего башмака, а в продольном сечении - в направлении, противоположном направлению навивки спирали. 3 з. п. ф-лы, 3 ил. Ё