Устройство для измерения деформаций грунта в скважине Советский патент 1980 года по МПК E02D1/02 G01N3/10 

Изобретение относится к области строительства и, в частности, к технике для определения механических свойств грунтов в полевых условиях. Известно по основному авт.св. 485353 устройство для измерения деформаций грунта в скважине, включающее рабочую камеру с корпусом, эластичную оболочку, дистанционные датчики деформации и подвижные чувствительные элементы, каждый из которых смонтирован на растяжимой связи. При проведении испытаний устройст во опускают в скважину и фиксируют н заданной глубине. От источника давления в рабочую камеру подают сжатый воздух. Эластичная оболочка расширяется и передает давление на стенки скважины. Измерение перемещений грун т)в под давлением осуществляют с помощью дистанционных датчиков. Недостатком прототипа является по нижен е точности измерения радиальных перемещений с увеличением числа испытаний. Это связано с накоплением в оболочке остаточных деформаций, кото рые выражаются в общем удлинении обо лочки, появлении неровностей на ее поверхности, что изменяет отсчет по .показаниям датчиков деформации по сравнению с исходным значением, установленным при первоначальной тарировке. Сохранение заданной точности измерений в прототипе достигается периодической заменой оболочек, получивших при многократных испытаниях значительные остаточные деформации, а также периодической тарировкой устройства с . целые определения начгшьного отсчета по показаниям датчиковдеформаций. Цель изобретения - повышение точности измерений радиальных перемещений в процессе многократных испытаний. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для.измерения деформаций грунта в скважине, включающем рабочую калдару с корпусом, эластичную оболочку, дистанционные датчики деформаций и подвижные чувствительные элементы, каждый из которых смонтирован на растяжимой связи, корпус камеры прессиометра снабжен винтом с правой и левой резьбой,, причем посредством левой резьбы винт соединен с корпусом камеры, а правый - с нижним фланцем. Существо изобретения поясняется чертежем, на котором схематически показан общий- вид устройства, Устройство содержит рабочую камеру с корпусом 1, эластичную оболочку 2, закрепленную на нижнем и верхнем фланцах 3 и 4 дистанционные датчики 5 деформаций, имеющие подвижные чувствительные-элементы 6, каждый из которых смонтироэан на растяжимой связи 7,соединительйую трубку 8 для подачи в рабочую камру сжатого воздуха и пропуска электрических проводов 9, прижимные накладки 10. Нижний фланец 3 связан с корпусом 1 и втулкой 11 при помощи винта 12 с правой и левой резьбой, причем посредством левой резьбы винт 12 соединен с втулкой 11 корпуса 1 камеры, а правой - с нижним флан1 ем 3. Головка винта 12 и гайка 13 герметйчно закрыты предохранительным колпаком 14.

При производстве испытаний грунтов устройство опускают в скважину и фиксируют на заданной глубине. Далее внутрь камеры по соединительной трубе 8 передают заданное давление на грунт и по показаниям датчиков 5 деформсщий определяют радиальные перемещения стенок скважины. Полученная при испытании зависимость между давлением и перемещениями используется для определения характеристик механических свойств грунта, например, по ГОСТ 20276-74 Грунты. Метод полевого определения модуля деформации п зессиометрами I .

Возникающие при многократных испытаниях отклонения начального отсчета по показателям датчиков 5 деформаций, вызванные накоплением в оболочке 2 остаточных деформаций, устраняются периодическим натяжением оболочки 2 в продольном направлении. Для этого снимают предохранительный колпак 14, ослабляют гайку 13, далее вращением вин та 12 осуществляют натяжение оболочки 2 таким образом, что&л привести началный отсчет по показателям датчиков деформации в исходное положение, установленное при первоначальной тарировке.

Экономический эффект от применения устройства для измерения деформаций грунта в скважине достигается за счет отказа от периодической замены оболочек, .получивших при многократных испытаниях значительные остаточные деформации, а за счет отказа от проведения периодической тарировки ус ройства.

А до внедрения данного npeccHOftexpaчерез каждые 15-20 испытаний (на глубинах до 10 м) или 5-10 (на глубинах м) производили текущий ремонт прессиометра с целью замены старой оболочки на новую. При среднегодовом количестве испытаний - 100, |замену оболочек производили от 6 до 15 раз (в среднем 1 раз в месяц). В состав работ по замене оболочки вхо,дят следующие операции:

1.Удаление старой оболочки с разгерметизацией прижимных элементов.

2.Установка новой облочки с герметизацией прижимных элементов.

3.Проверка герметичности камеры в специальной трубе под давлением ДО кг/см.

4.Тарировка рабочей камеры пЬ свободному расширению оболочки, составление тарировочного графика

c fCP)

где Р - давление в камере; ci - диаметр камеры.

5.Тарировка рабочей камеры в колиброванных трубах заданного диаметра, составление графика m (d), где m - отсчет,по измерительному

прибору.

Согласно прилагаемой инструкции п эксплуатации прессиометра, время, необходимое на проведение перечисленных операций, составляет 2 раб.дня. Следовательно, за год профилактическ ремонты занимают 24 раб, дня. Если , учесть, что при зтом занято 2 оператора, то на текущие профилактические ремонты отводится 48 человеко-дней в году.

Б. После внедрения предлагаемой конструкции гфессиометра, время на профилактические ремонты не затрачивается.

Прессиометр работает с одной и то же оболочкой 1-2 года.

Следовательно, при внедрении предлагаемой конструкции прессиометраS

1.отпадает необходимость профилактических ремонтов рабочей камеры, что в полевых условиях проводить невозможно.

2.экономится рабочее время в количестве 48 чел.-дн. в год.

Формула изобретения

Устройство для измерения деформаций грунта в скважине по авт.ев.№485353, отличающееся тем, что, с целью повьааения точности измерений деформаций при многократных испытаниях, корпус снабжен винтом с правой и

левой резьбой, причем посредством левой резьбы винт соединен с корпусом камеры, а правый - с нижним фланцем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 485353, Е 02 D 1/00, 1975 (прототип)