Прессиометр Советский патент 1992 года по МПК E02D1/00 

Изобретение относится к области инженерной геологии и используется при определении прочностных характеристик грунта.

Известен прессиометр, содержащий зонды, имеющий корпус с фланцами и эластичной оболочкой, источник высокого давления и приспособление для измерения объема жидкости.

Недостатком данного устройства является низкая точность измерения характеристик грунта, ввиду отсутствия возможности учета температурной погрешности.

Наиболее близким к предлагаемому является прессиометр, включающий зонд с корпусом, снабженным нижним и верхним круговыми фланцами, эластичную оболочку, емкость известного объема, соединенную посредством распределительных устройств с атмосферой, а Посредством магистрали - с зондом.

Недостатком данного прессиометра является также отсутствие возможности определения температурной погрешности.

Целью изобретения является повышение точности определения характеристик грунта за счет учета температурной погрешности.

Для достижения этой цели прессиометр, включающий зонд с корпусом, снабженным нижним и верхним круговыми фланцами, эластичную оболочку, емкость известного Объема, соединенную посредством распределительных устройств с атмосферой, а посредством магистрали с зондом, снабжен тарировочной гильзой с внутрен: ним круговым выступом, при этом гильза коаксиально размещена снаружи зонда, а внутренний диаметр кругового выступа больше наружного диаметра верхнего фланца корпуса зонда, но меньше наружйого диаметра нижнего фланца корпуса зонда.

-ч

00

Ч

ы

На фиг.1 изображен прессиометр; на фиг 2 - прессиометр в скважине: на фиг.З - прессиометр в рабочем состоянии.

Прессиометр содержит зонд с корпусом

I,эластичной оболочкой 2 с верхним 3 и нижним 4 фланцами, емкость известного объема 5, манометр 6 для контроля давления Темкостй 5. Емкость 5 через редукционный клапан 7 соединена магистралью 8 с зон дЬм ГД ля давления в магистрали 8 установлен манометр 9. Магистраль 8 через выпускной клапан 10 соединена с атмосферой. Прессиометр снабжен тариро- вочной гильзой 11 с внутренним круговым выступом 12, при этом гильза 11 коаксиаль- но расположена снаружи зонда, а внутренний диаметр кругового выступа 12 больше наружного диаметра верхнего фланца 3 и меньше наружного диаметра нижнего фланца 4 корпуса зонда 1.

Прессиометр работает следующим образом.

В емкости известного объема 5 от источника давления создают начальное давление q0 при закрытом кране редукционного клапана 7. При этом давление в системе магистраль-зонд равно атмосферному Ра, а эластичная оболочка 2 прижата к корпусу 1. Затем на зонд надвигают тарировочную гильзу 11 и открывают кран редукционного клапана 7. При этом давление сжатого воздуха передается от емкости 5 через магистраль 8 в зонд и расширяет оболочку 2 до прилегания к внутренним стенкам гильзы

I1,в системе емкость-магистраль-зонд устанавливается некоторое давление q 0 , которое характеризует состояние воздушной среды при данном атмосферном давлении Ра и температуре на поверхности грунта Т0. Полученные значения q0 и q 0 используют для вычисления начального объема воздуха

50 внутри зонда прессиометра.

Далее зонд вместе с тарировочной гильзой 11 спускают в скважину на заданную глубину 2(фиг.2). После выдержки во времени, достаточной для стабилизации температуры на глубине установки зонда (до величины Т), измеряют давление воздуха в системе QO . которое при наличии температурного градиента между поверхностью грунта и местом установки прессиеметра отличается от давления ро .

По полученным значениям q02 известными способами вычисляют температурную поправку а - Tz/T0 (значения температуры TZ и То представлены по шкале Кельвина).

Затем приступают к нагружению стенок скважины ступенчато-возрастающим давлением. Предварительно давление воздуха в системе уменьшают до атмосферного открытием выпускного клапана 10. Оболочка 2 зонда возвращается в исходное положение (до прилегания к корпусу 1 зонда), а тарировочная гильза 11 под действием собственного веса опускается вдоль оболочки 3 зонда до упора выступа 12 в нижний фланец 4 зонда. обеспечения скольжения гильзы 12 применяют смазку оболочки 2 перед началом опыта, либо пригрузку гильзы 12 снизу (например, гирями на подвеске).

Процесс нагружения грунта на каждой ступени включает создание некоторой начальной величины давления q0 в емкости известного объема 5, передачу в систему магистраль-зонд заданной величины давления PI, которое поддерживается редукционным клапаном 8, выдержку грунта под

давлением в течение времени, необходимого для стабилизации деформаций согласно требованиям ГОСТ 20276-85, при этом в емкости 5 давление уменьшается до величины

Pi

Наружный радиус зонда RI вычисляют

по формуле

R. 1()2-b ,

30

где RK - радиус корпуса зонда, м; б - толщина оболочки 2, м; Н - высота корпуса 1 зонда, м; д i - объем воздуха между оболочкой и корпусом зонда, вычисляемый в предположении линейного закона распределения температуры по длине магистрали по формуле:

1 п

aVe(q-qi)-APi(aL+-Lr Z)

Vj p-j-pгде Ve - объем емкости 5; А - площадь поперечного сечения магистрали 9; 1 L - длина магистрали 9

Полученные данные (значения давления на грунт и радиус скважины) используют для определения деформационных и прочностных характеристик грунта известными способами.

Формула изобретения Прессиометр. включающий зонд с корпусом, снабженным нижним и верхним кру говыми фланцами, эластичную оболочку емкость, сообщенную посредством распре делительных устройств с атмосферой, а по

средством магистрали - с зондом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения характеристик грунта путем учета температурной погрешности, он снабжен тарировочной гильзой с внутренним круговым выступом, при этом гильза коаксиально размещена снаружи зонда, а внутренний диаметр кругового выступа больше наружного диаметра верхнего фланца корпуса зонда, ко меньше наружного диаметра нижнего фланца корпуса зонда.

Использование: инженерно-геологические изыскания в строительстве Сущность изобретения1 прессиометр содержит зонд с корпусом, эластичной оболочкой, верхним и нижним круговыми фланцами. Зонд соединен пневмомагистралью с емкостью ного объема. Снаружи зонда коаксиально размещена тарировочная гильза с внутренним круговым выступом. Зонд помещают в тарировочную гильзу, регистрируют давление в емкости при нахождении зонда на поверхности и в скважине. По полученным результатам определяют температурную погрешность. После тарировки давление в системе уменьшают до атмосферного, при этом гильза под собственным весом опускается вниз до упора в нижний фланец корпуса зонда 3 ил.

Фиг 2

Редактор Н.Егоров

Составитель Л.Тронина Техред М.Моргентал

ФигЗ

Корректор Л.Лукач