Способ исследования грунта и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК E02D1/00 

Изобретение относится к инженерным изысканиям в целях строительства, конкретно к способам и устройствам для глубин- ного исследования свойств грунтов основания под фундаменты сооружений.

Цель изобретения - расширение области глубинного исследования различных по плотности сложения грунтов.

На фиг. 1 показан общий вид устройства, реализующего способ; на фиг.2 - вид А на фиг. 1,

Устройство для исследования грунта содержит статически вдавливаемый в массив грунта корпус 1 исследовательского зонда; лидирующие 2 и боковые грани 3 которой го выполнены с обратной заточкой режущих кромок, а боковые стенки которого выполнены в виде плоских наклонно установленных под углом р прямоугольных плит 4, на которых вдоль оси зонда поочередно с каждой стороны заподлицо установлены чувствительные измерительные элементы в виде наклонных датчиков давления 5, Каждая плита оконтурена по краям продольными ограждающими пластинами 6 с заточенными наружу лидирующими гранями 7. Корпус зонда жестко связан с хвостовиком 8, в полости которого с возможностью продольного перемещения соосно установлен нижний конец колоны штанг 9 с упорным буртиком 10, упирающимся задней стенкой в упорный буртик 11 хвостовика 8, а передней стенкой - в амортизатор, выполненный в виде пружины 12 сжатия, установленный в полости

00

кэ ю

VI

хвостовика. Датчики давления 5 посредством каналов связи - проводов 13 связаны с контрольно-измерительной аппаратурой (не показана).

Способ с помощью устройства реализуют следующим образом.

Зондировочной установкой производят статическое вдавливание колонны штанг 9 с зондом на нижнем конце в слабый грунтовой массив, при этом усилие вдавливания через упорный буртик 10 нижнего конца штанг 9 передается через пружину сжатия 12 на корпус. 1, вызывая сжатие пружины и статическое погружение зонда в массив: грунта. На отметке отказа грунта статическому вдавливанию зонда к верхнему концу колонны штанга 9 подводят ударный механизм (не показан) и производят динамическое погружение колонны штанг 9 в массив грунта, при этом преодолевается трение грунта о боковую поверхность колонны штанг 9 и происходит дальнейшее сжатие пружины 12, амортизация динамических нагрузок и передача усилия сжатия пружины 12 на корпус 1 зонда, вызывая егодальней- .шее погружение в массив грунта до требуемой отметки испытания, На отметке испытания статическое вдавливание зонда приостанавливается. Каналы связи 13 подсоединяют к контрольно-измерительной аппаратуре (не показана) и производят замер параметров стабилизированного во времени t давления Р 1-5 грунта под чувствительными измерительными элементами - датчиками 5 наклонных плит 4. Блоки грунта под датчиками 5 будут сдеформированы каждый на величину (Si,...,S5HH,....,l5)sln p, где Ii,.4.l5 расстояние центра датчиков 5 от нижнего основания наклонных плит 4, р- угол наклона плит 4 к оси зонда, при этом ненарушенность структуры грунта под датчиками обеспечивается режущими гранями 2, 3 корпуса 1 и лидирующими гранями 7 ограждающих пластин 6, вызывающих отвод уплотненного телом корпуса 1 и пластин 6 грунта в нерабочую зону. По расчетным зависимостям и графику Pi,...(Si,...5,t) определяют модуль деформации грунта.

Способ позволяет значительно расширить область глубинного исследования грунта и повысить информативность исследования в каждой точке на 20-30% при мак- симальном сохранении естественной

структуры грунта в рабочей зоне зонда. Способ прост в реализации и гарантирует достоверность полууаемых данных о механических свойствах грунта на больших

глубинах. Реализуется возможность исследования слабых и плотных грунтов на глубинах свыше 50 м в условиях суши и морских акваторий высокопроизводительным методом вдавливаемой релаксометрии.

Устройство для реализации способа просто в изготовлении и надежно в эксплуатации.

Способ может быть широко использован при глубинном погружении всех видов исследовательских зондов для исследования как физических (электрических), химических, гидрологических, физико-механических и других свойств грунта в его естественном состоянии с использованием методов каротажа, статического зондирования в сочетании с динамическим, лопастной и скважинной прессиометрйи, динамометрии релаксометрии, отбора образцов грунта ненарушенной структуры.

Формула изобретения 1. Способ исследования грунта, включающий статическое вдавливание колонны штанг с зондом на конце в массив грунта и

замер параметров грунта, отличающий- с я тем, что, с целью расширения области глубинного исследования различных по плотности сложения грунтов после отказй грунта при погружении зонда, его дальнейшее статическое вдавливание осуществляют путем приложения динамической нагрузки на колонну штанг с одновременной амортизацией этой нагрузки на стыке колонны штанг и зонда.

2. Устройство для исследования грунта, содержащее рабочий наконечник зонда с колонной штанг, чувствительные элементы с каналами связи и контрольно-измерительным приспособлением, отличающееся

тем, что, с целью расширения области глу- .бинного исследования различных по плотности сложения грунтов, между колонной штанг и рабочим наконечником зонда установлен амортизатор динамических нагрузок.

3. Устройство по п.2, отличающее- с я тем, что амортизатор выполнен в виде пружины сжатия.

Использование: в инженерных изысканиях для исследования свойств грунтов основания под фундаменты сооружений. Сущность: способ исследования грунта заключается в статическом вдавливании колонны штанг с зондом в массив. После отказа грунта при погружении зонда осуществляют его дальнейшее статическое вдавливание путем приложения динамической нагрузки на колонну штанг. Одновременно амортизируют эту нагрузку на стыке колонны штанг и зонда. Устройство для осуществления способа содержит амортизатор динамических нагрузок в виде пружины сжатия между колонной штанг и наконечником зонда. Изобретение обеспечивает возможность исследования слабых и плотных грунтов на больших глубинах. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 2 ил. (Л