Устройство для определения механических свойств грунтов Советский патент 1976 года по МПК G01N3/24 G01N3/10 G01N33/24 

1

Изобретение относится к области испытаний механических свойств грунтов в полевых условиях на строительных площадках.

Известные устройства для определения механических свойств грунтов в скважине посредством сдвига в продольной плоскости с приложением нормального к поверхности сдвига давления, содержащие рабочую головку с эластичной оболочкой и расиорными элементами, снабженными сдвигающими лопастями, не позволяют на одном уровне провести более одного измерения и определить статическое сопротивление пенетрации грунта. После каждого измерения сопротивления сдвига грунта устройство необходимо извлекать из грунтовой выработки для удаления грунта, заключенного между лопастями.

Целью изобретения является обеспечение измерения за одну установку рабочей головки удельного статического сопротивления пенетрации и сопротивления сдвигу при различном нормальном к поверхности сдвига давлении.

Достигается это тем, что корпус рабочей головки предлагаемого устройства выполнен из примыкающих к эластичной оболочке распорных объемных сегментов, во внутренней полости каждого из которых размещен с возможностью продольного перемещения щток с закрепленным на нем сдвигающим элементом,

вынолнениым, например, в виде призмы, причем для осуществления связи штока с сдвигающим элементом распорные объемные сегменты на наружной поверхности имеют вертикальную прорезь.

Иа фиг. 1 изображеи общий вид предложенного устройства; на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1.

Устройство для определения механических свойств грунтов состоит из рабочей головки 1, эластичная оболочка 2 которой прилегает к трубе 3, снабженной фланцами 4. К эластичной оболочке 2 тыльной стороной прилегают по всей своей длине распорные объемные сегменты 5, стянутые резиновыми кольцами 6 и 7.

Внутри распорных объемных сегментов 5 размещены щтоки 8 со сдвигающими призмами 9. Штоки 8 подвижно соединены с фланцами 4, которые, в свою очередь, через серьгу 10 и трос 11 связаны с динамометром 12, к которому прикладывается осевое усилие от подъемного механизма (на чертеже не показано). Воздущный насос 13 через магистраль 14 высокого давления соединен с внутренним пространством трубы 3. На магистрали 14 высокого давления смонтирован манометр 15 с золотником 16.

Описываемое устройство работает следующим образом.

При проведении испытаний устройство опускается в предварительно выполненную в грунте скважину на требуемую глубину, после чего насосом 13 нагнетают воздух по магистрали 14 в пространство между трубой 3 и эластичной оболочкой 2, которая расширяется и перемещает в радиальном направлении распорные объемные сегменты 5 вместе с заключенными в их полостях штоками 8 со сдвигаюш.ими призмами 9. Призмы 9 внедряются Б грунт, а сегменты 5 соприкасаются со стенками скважины. В дальнейшем с помош,ью насоса 13 создают давление на стенки скважины ступенями от 0,1 до 5,0 кг/см. Давление, необходимое для внедрения сдвигаюш,их призм 9 в грунт, определяется предварительной тарировкой.

При заданном нормальном давлении на стенки скважины штоки 8 с призмами 9 перемещают вдоль оси скважины путем приложения осевого усилив Р и определяют удельное статическое сопротивление пенетрациию.

С целью определения угла внутреннего трения ср и сцепления С грунта, опыт на сдвиг проводится при существенно различных нормальных давлениях на грунт аь as, 7з для получения различных удельных сопротивлений

ТЬ Т2, Тз.

По окончании каждого опыта на заданной глубине воздух из магистрали 14 высокого давления выпускают через золотник 16. Распорные объемные сегменты 5 усилием эластичных колец 6 и 7 возвращаются в исходное положение, после чего рабочую головку 1 перемещают на новую необходимую глубину и опыты продолжают.

Формула изобретения

Устройство для определения механических свойств грунтов, включающее рабочую головку с эластичной оболочкой и распорными элементами, снабженными сдвигающими лопастями, механизмы перемещения и источник данления, отличающееся тем, что, с целью измерения за одну установку рабочей головки удельного статического сопротивления пенетрации и сопротивления сдвигу при различном нормальном к поверхности сдвига давлении, каждый из распорных элементов выполнен в виде объемного сегмента, во внутренней полости которого размещен с возможностью продольного перемещения вдоль вертикальной прорези в наружной стенке объемного сегмента шток, жестко соединенный со сдвигающей лопастью, выполненной, например, в виде призмы.

fui 1