Устройство для определения сопротив-лЕНия гРуНТА ВдАВлиВАНию НАКОНЕчНиКА Советский патент 1981 года по МПК E02D1/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТА ВДЛВЛИВАПИЮ НАКОНЕЧНИКА

1 . Устройство относится к строительству, в частности к технике, регистрирующей величину сопротивления грун та вдавливанию зондирующего наконечника, и может быть использовано при инженерно-геологических изысканиях в строительстве. . Известно устройство для исследова ния физико-механических свойств грун та статическим зондированием, включающее корпус, выполненный в виде силового цилиндра с поршнем, наконеч , силовое приспособление, привод .и измерительные приборы 1} Корпус состоит из сменных камер, имеющих переменное поперечное сечение, в каж дой из которых установлен ступенчатый поршень. Зная характеристику исследуемого грунта, подбирают соответствуквдую сменную-камеру, переключая регистрирующие манометры по дост жении предельных показаний. Недостатком указанного устройства является большая трудоемкость работы, связанная с заменой съемных камер и неточностью показаний измерений. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определений сопротивления, грунта вдавливанию наконечпика, содержащее внешнюю штангу с втулкой и установленную в ней внутреннюю штангу, имеющую на одном конце конус, а на другом опорный элемент , механизм перед 1чи усилий, состоящий из установленных коаксиально относительно друг друга гидравлических цилиндров, причем поршень нижнего цилиндра взаимодействует с втулкой внешней штанги, а поршень верхнего цилиндра - с опорным элементов малого цилиндра, индикаторы усилий, .гидравлически связанные с полостями цилиндров Г2}. Недостатком устройства -является то, что оно расчитано для работы с высокими нагрузками и не может регистрировать малые нагрузки, и, соответственно, малый диапазон исследования грунтов,а.также невозможность определять наличие и-характеристику прослоев слабых грунтов. Цель изобретения - повышение точности исследований как слабых, так и плотных прослоев грунта. Указанная цель достигается тем, что устройство для определения сопротивления грунта вдавливанию на-г . конечника, содержащее .внешнюю штангу с втулкой и установленную в ней

внутреннюю штангу, имеющую на одном конце конус, а на другом опорный лемент, механизм передачи усилий, состоящий из установленных коаксиёшьно относительно друг друга гидравлических цилиндров, причем порень нижнего цилиндра взаимодействует с втулкой внешней штанги, а поршень верхнего цилиндра - с опорным элементом малого цилиндра, иникаторы усилий, гидравлически связанные с полостями цилиндров, снабжено ополнительным индикатором давления и гидравлическим цилиндром с подпруиненным поршнем, причем индикатор авления гидравлически связан со токовой полостью цилиндра, бесштоковая полость которого связана с полостью верхнего цилиндра.

На чертеже схематически изображено устройство для определения сопротивления грунта вдавливанию наконечника.

Устройство состоит изтрубы 1, внутри которой смонтирован стержень 2, к которому на резьбе присоединен конус 3, взаимодействующий с трубой 1. На верхней части трубы 1, на резьбе, установлена сфера 4, свободно опирающаяся на основание 5. Сфера 4 взаимодействует с большим поршнем б, перемещающимся внутри цилиндра 7, снабженного большим фланцем 8, присоединенным болтами 9 к основанию 5 . . Внутри большого фланца 8 выполнен канал 10, к которому с помощью штуцера 11 присоединен манометр 12, расчитанный на измерение больших усилий сопротивлений трения грунта а по боковой поверхности трубы 1. Канал 10 сообщается с полостью цилиндра 7. На свободном конце стержня- 2 смонтирована сфера 13, свободно установленная на большом фланце 8. Сфера 13 взаимодействует с малым поршнем 14, установленным в ци линдре 15, который снабжен малым фланцем 16, связанным с большим фланцем 8 болтами 17. В малом фланце 16 выполнен канал 18, к которому с помощью штуцера 19 присоединен манометр 20, рассчитанный на измерение сопротивления вдавливанию конуса 3. Канал 18 сообщается с полостью цилиндра 15.

На свободном конце штуцера 19 смонтирована крышка 21, снабженная ентральным отверстием и установленная на корпусе 22, в полости которого установлен запорный поршень 23,один конец которого взаимодействует с упорным кольцом 24, установленным в корпусе 22, на другом конце установлена пружина 25, взаимодействуюая с регулируемым винтом 26 корпу-. са 22. Регулируемый винт 26 выполнен с отверстием для выхода воздуха. В корпусе 22 выполнен канал 27, сообщающийся с полостью корпуса 22 ,

с одной стороны и штуцером 28 иэмет рительного манометра 29 с другой стороны. Манометр 29 имеет большую цену деления и рассчитан на измерение мсшых усилий на конусе в слабых грунтах.

Устройство работает следующим образом.

Усилие от сопротивления грунта .по боковой поверхности трубы 1 передается через основание 5 и сферическую поверхность 4 в цилиндр 7 и фиксируется с достаточной точностью манометром 12. При прохождении конического наконечника в прослойках слабых грунтов усилие от сопротивления грунта погружению конического наконечника 3 передается через стержень 2 и сферическую поверхность 13 в цилиндр 15 и фиксируется манометрами 20 и 29. Манометры работают параллельно до тех пор, пока конический наконечник 3 достигает более плотных грунтов. Когда он их достигнет,давление в цилиндре 15 увеличивается и превышает усилие, на которое отрегулирована пружина 25, при этом, перемещаясь, поршень 23 закрывает канал 27 и отключает манометр 29.

При дальнейшем прохождении конического наконечника 3 .через слабые грунты давление в цилиндре 15 падает, поршень 23 под действием пружины 25 открывает канал 27 и манометр 29 вновь включается в работу

Таким образом, в измерительном устройстве при прохождении коническим наконечником слабых прослоек грунта каждый раз в автоматическом режиме включается манометр 29, имеющий большую цену деления, что позволяет точно определять по глубине расположение прослоек слабых грунтов, . а также их характеристику.

Использование изобретения позволяет избежать ошибок при определении оптимальных значений глубин заложения оснований в процессе проектирования сооружений, что в свою очередь создает предпосылки к предотвращению возникновения возможных аварий с сооружениями, если бы их основания вследствии недостаточных проведенных изысканий были заложены на прослойках, слабых грунтов.

Таким образом, эффект от использования выражается в более точной оценке грунтовых условий, что приводит к удешевлению строительства и исключает возникновение аварий сооружений построенных на слабых грунтах.

Формула изобретения

Устройство для определения сопротивления грунта вдавливанию наконечника, содержащее внешнюю штангу с