ПРЕССИОМЕТР ДЛЯ РАЗВЕДОЧНЫХ СКВАЖИН Советский патент 1968 года по МПК E02D1/00 

Изобретение касается испытательных приборов, предназначенных для проведения массовых полевых определений сжимаемости, сопротивления сдвигу и модуля деформации пород в массиве без извлечения образцов, в особенности при инженерно-геологических изысканиях и исследованиях для различных объектов и сооружений, например зданий, мостов, аэродромов, свайных оснований дорог и т.д., а также для контроля за уплотнением грунта.

Известны прессиометры для разведочных скважин, содержащие перфорированный цилиндр с эластичной оболочкой, имеющей жесткое днище, устройство для подачи воздуха и измерительное приспособление. Такие прессиометры можно использовать лишь в скважинах, строго соответствующих диаметру прибора. В противном случае вода, находящаяся под давлением, выдавит резиновую оболочку в зазор между днищем и стенкой скважины, что повлечет за собой разрушение оболочки и выход прибора из строя.

Известные прессиометры нельзя использовать в песчано-глинистых породах, так как в торцах прибора в породе возникают граничные тангенциальные напряжения, вызывающие скол, выдавливание в полость скважины породы и образование зазора между днищем и стенкой скважины, что также в конечном итоге выведет прибор из строя.

Целью изобретения является недопущение выпора эластичной оболочки в зазоры между торцами прессиометра и стенкой скважины. Достигается это тем, что с внешней стороны эластичной оболочки и у ее краев расположены составные обоймы с жесткими подпружиненными пластинами, каждая из которых одним концом подвижно закреплена на одном из днищ. С целью предотвращения выдавливания грунта в полость скважины к днищам присоединены удлинители в виде цилиндрических гильз.

На чертеже изображен предлагаемый прессиометр, общий вид в продольном разрезе и узел А.

Описываемый прессиометр содержит цилиндрический перфорированный корпус 1 из алюминиевого сплава и два стальных стакана: головной 2 и хвостовой 3, жестко соединенных резьбой с корпусом 1. На торцовых днищах 4 стаканов имеются кольцевые опорные буртики 5. На корпус 1 натянута оболочка 6 из эластичной резины с торцовыми утолщениями 7, которыми она держится за буртики 5 стаканов.

Торцовые утолщения 7 прижаты к буртикам 5 днищами 4 головного 2 и хвостового 3 стаканов с помощью гаек 8 и 9 и герметизируют полость 10 прибора. Между днищами 4 и торцовыми утолщениями 7 зажато стальное кольцо 11, к которому одним своим концом прикреплены пластинчатые пружины 12. На втором конце пружин 12 прикреплены жесткие стальные пластины 13.

Снаружи весь узел соединения закрыт чулком 14 из эластичной резины, защищающим зазоры между пластинами 13 от забивания частицами породы. На днищах 4 укреплены цилиндрические гильзы 15 и 16. Днище 4 хвостового стакана 3 имеет штуцер 17 для крепления шланга 18, подающего сжатый газ, и проходные гнезда 19 для присоединения кабель-троса (на чертеже не показан).

Для свободного движения сжатого газа по полостям прибора, а также для размещения электросхемы предусмотрены каналы-воздуховоды 20, 21 и 22 и отверстия 23 и 24.

После того, как прибор опущен в скважину на заданную глубину по шлангу 18 через штуцер 17 в полость 25 прибора по каналам 20, 21 и 22 подается сжатый воздух. Пройдя через отверстия 23 и 24, воздух начинает раздувать оболочку 6, которая из-за укрепления на жестком корпусе 1 не имеет возможности увеличиваться вдоль оси прибора, однако она свободно растягивается в радиальном направлении и давит на пластины 13. Последние вынуждены разгибать пружины 12 и поворачиваться свободным концом в радиальном направлении, растягивая чулок 14 до тех пор, пока не упрутся в стенку скважины.

Так как сопротивление раскрытию пружин 12 и чулка 14 невелико, прибор раскрывается при небольших давлениях и оболочка 6 не выпучивается за пластины 13.

При повышении давления пластины 13 прижимаются одним концом к днищам 4, а другим - к стенкам скважины и не дают оболочке 6 выпучиваться в зазор. В случае сдвига частиц породы под действием пластин 13 они опираются на гильзы 15 и 16 и не заполняют полость скважины.

По окончании опробования полость 25 прибора соединяют с атмосферой, давление внутри прибора становится равным атмосферному.

Благодаря своей эластичности оболочка 6 сжимается и занимает свое первоначальное положение. Пластина 13 под действием упругих сил пружины 12 и чулка 14 следует за оболочкой 6 и также занимает исходное положение. Прибор готов к извлечению из скважины.

1. Прессиометр для разведочных скважин, включающий перфорированный цилиндр с эластичной оболочкой, имеющий жесткие днища, устройство для подачи воздуха и измерительное приспособление, отличающийся тем, что, с целью недопущения выпора эластичной оболочки в зазоры между торцами прессиометра и стенкой скважины, с внешней стороны эластичной оболочки и у ее краев расположены составные обоймы с жесткими подпружиненными пластинами, каждая из которых одним концом подвижно закреплена на одном из днищ.

2. Прессиометр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью предотвращения выдавливания грунта в полость скважины, к днищам присоединены удлинители в виде цилиндрических гильз.