Устройство для испытания грунтов Советский патент 1980 года по МПК E02D1/00 G01N3/08 

1

Устройство относится к области строительства, в частности к устройствам для изучения слабых грунтов методом прессиометрического испытания при инженерно-геологических изысканиях.

Известен прессиометр, предназначенный для определения общего модуля деформации слабых грунтов, включающий корпус с жестко закрепленным наконечником, щтангу и рабочие элементы. Известный прессиометр снабжен трубчатым элементом, охватывающим щтангу и соединенным жестко с корпусом, а рабочие элементы состоят из двух выпукло-вогнутых упругих пластин, обращенных друг к другу вогнутыми поверхностями, причем пластины одним концом соединены с корпусом, а другим - со щтангой I .

Недостатком известного прессиометра является то, что он позволяет определять напряженно-деформированное состояние грунта путем его одномерного сжатия в массиве, что является недостаточным для определения с большой точностью механических свойств грунтового основания. Упругие пластины рабочих элементов ввиду неоднородности механических свойств грунта в горизонтальном и вертикальном направлении или при наличии в грунте жестких включений при работе .могут расходиться относительно корпуса не строго в реальном направлении, что осложняет рещение задачи определения модуля общей деформации грунтового массива и вносит дополнительные неточности.

Прототипом является прессиометр, включающий корпус с жестко закрепленным наконечником и трубчатым элементом, охва10 тывающим щтангу с винтовым валиком и рабочие элементы и маточные гайки, щарнирно соединенные посредством рычагов 2.

Недостатком данного прессиометра является недостаточная точность определения напряженно-деформированного состоя15ния грунта при его двумерном сжатии, а также неточности, связанные с явлением затекания слабого грунта при его деформировании в образующуюся пустую область за щтампом.

Целью изобретения является повыщение

20 точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что каждый рабочий элемент выполнен конической формы, составным из телескопических соединеиных между собой штампов, причем лидирующий штамп соединен посредством рычага со штангой. На фиг. 1 изображено устройство в сложенном состоянии; на фиг. 2 и 3 - то же, в работе. Устройство состоит из корпуса 1, жестко соединенного с трубчатым элементом 2, свинчиваемым с трубой 3, последовательно выдвигаемых телескопических штампов 4, 5, имеюших коническую поверхность, лидирующего штампа 5, шарнирно связанного носредством рычагов 6 с маточными гайками 7 винтового валика 8, установленного в подшипниках качения 9 и жестко связанного со штангой 10 вращения. Устройство работает следующим образом. В собранном виде оно зада вливается заострен.чой стороной плоского корпуса 1 через трубчатый элемент 2 с трубкой 3 в г(5унт на требуемую глубину. К штанге 10 прикладывается определенное значение крутящего момента М , связанного функциональной зависи.мостью с величиной удельного .давления Р выдвинутой поверхности штампов на грунт Р f(M) и фиксируется величина угла Ц поворота штанги 10 связанного функциональной зависимостью с величиной Sпере.мещения штампов Р f(S) и объемо.м V вытесненного штампами грунта f f(V). При вращении штанги 10, жестко связанной с винтовым валиком 8, вращающимся в подшипниках качения 9, маточные гайки 7 начинают сближаться, так как имеют противоположное направление резьб, а рабочий участок винтового валика 8 разбит на два равных участка также с противоположными направлениями резьб. При сближении маточных гаек происходит вращение рычагов 6 относительно шарниров и выдвижение из корпуса 1 штампа 5, последовательно тянущего за собой телескопические штампы 4, образующие сплошную коническую поверхность с углом при вершине 90° и деформируя грунт в .массиве в трех взаимно перпендикулярных направлениях. По расчетной величине давления и объемной величине условной деформации грунта под штампами рассчитывается общий модуль деформации грунтового массива путем его трехмерного сжатия на заданной отметке. По ончании опыта телескопические штампы 4, 5 вдвигаются друг в друга и в корпус I. Устройство приведено в исходное положение и может быть заглублено на следующую проектную глубину исследуемого грунтового основания, либо извлечено из него. Устройство позволяет совершенствовать процесс определения механических характеристик грунта и повысить в полтора раза точность измерения за счет трехмерного деформирования грунтового массива без проникновения грунта в пространство за штампами. Пессиометр не сложен в изготовлении, эксплуатации и надежен в работе. Формула изобретения Устройство для испытания грунтов, включающее корпус с жестко закрепленными наконечником и трубчатым элементом, охватывающим штангу с винтовым валиком, маточные гайки, шарнирно соединенные посредством рычагов, и рабочие элементы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, каждый рабочий элемент выполнен конической формы составным из телескопически соединенных между собой штампов, причем лидирующий штамп соединен посредством рычага со штангой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Заявка № 2462181/33 кл. Е 02 D 1/00, 1977. 2.Заявка № 2554124/33, кл. Е 02 D 1/00, 1977 (прототип).

W

иг. 1

Фиг. 2