Пенетрометр Советский патент 1981 года по МПК E02D1/00 

(54) ПЕНЕТГОМЕТР

Изобретение относится к строительству и предназначено для определения удельного сопротивления грунтов пенетрации. Известен пенетрометр, включающий гидравлическую передачу между нажимными рукоятками и штоком, несущим остриё-наконечник и измерительный прибор 1 , Недостатком этого устройства является то, что вся прикладываемая нагрузка передается На конус через гидропередачу, а значит величи на нагрузки строго ограничена, причем скорос внедрения конуса в грунт постоянна, что не позволяет в ишроком диапазоне изучать свойства грунтов. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является пенетрометр, включающий станину, стойку со штативом и кронштейном, подвижную систему с цилиндром, конусом и грузом и измерительное устройство 2. Однако использование напр авляющих обуславливает некоторую потерю передаваемых мСЗишических усилий и, следовательно, отрица тельно отражается на точности получаемых результатов испытаний. Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона исследований. Поставленная цель достигаедся тем, что известш 1Й пенетрометр, включающий станину, стойку со штативом и кронштейном, подвижную систему с цилиндром, конусом и грузом И измерительное устройство, снабжен подъемным механизмом, установленным на станине, а подвижная система выполнена в виде рамы с нижней и верхней балками и стержнем с фланцем, прикрепленным к нижней балке, причем верхняя балка присоединена к цилиндру с конусом, а стержень свободно оперт на подъемш11Й механизм. На фиг, 1 показан предлагаемый пенетрометр, общий вид; на фиг. 2 - го же, вид сбоку. Пенетрометр включает плиту-основание 1, на которой установлено и закреплен подъемный механизм 2 винтового типа с площадкой 3, стержень 4, верхний конец которого жестко связан с рамой подвижной системы 5, фланец 6, прикрепленный к стержню 4 и предназначенный дни укладывания на него грузов 7. Хвостовая часть подвижной системы, вьшолненная в виде 1{илиндра. 8, свободно перемещается в вертикальном направлении в отверстии кронштейна 9 и удерживается в подвешенном положении тормозным винтом 10. Положение кронштейна по высоте фиксируется винтом 11. К верхней планке рамы подвижной системы 5 прикреплен конус 12. На кронштейне 9 установ

лено измерительное устройство-микрометр 13 для измерения глубины погружения конуса в грунт. Микрометр 13 укреплен на стойке 14 и его положение фиксируется с помощью гайки 15. Плита-основание 1 соединена с консольным столом 16 посредством стоек 17 (в данной конструтсции пенетрометра их предусмотрено 4 шт.) . Консольный стол служит основанием для подъемного винтового столика 18, вращающегося в гайке 19. На подъемный столик ус1анавливают испытуемый грунт в кольце 20.

Констрзасция. пенетрометра позволяет произвести испыта1шя грунта с различными приемами приложения нагрузки на конус, а именно ступенями, с предельной величиной, достаточной для внедрения конуса в грунт сразу же на заданную глубину и с запланированной скоростью погружения.

Работу устройства осуществляют следующим образом.

Пенетрометр предварительно подготавливают к испытанию, для чего приводят в действие механизм 2 подъемного устройства, опуская площадку 3 до крайнего нижнего положения. Подвижную систему 5 закрепляют винтом 10 в положении, при котором ее цилиндр 8, проходящий через отверстие в кронштейне 9, будет поднят до упора. Винтовой подъемный столик 18 устанавливаю1т в самом нижнем положении. С помощью винта 11 фиксируют кронштейн 9 в том положении, при котором расстоние между вершиной конуса 12 и площадкой столика 18 будет равно 35-40 мм. При зтом нижний конец стержня 4 должен остаться погруженным в сквозное продольное отверстие, винта подъемного устройства 2 на глубину не менеее, чем 3-5 мм. Гайкой 15 устанавливают микрометр 13 так, чтобы можно было произвести измерение погружения конуса в грунт. Вращая столик 18, поднимают образец грунта до соприкосновения его торцовой поверхности с вершиной конуса 12.

Если необходимо производить внедрение конуса в грунт с запланированной скоростью, то для этого дополнительно приводят в действие подъемное устройство и поднимают площадку 3 до соприкосновения с фланцем 6. Затем нагружают подвижную систему 5 тем же

отсчета или его приращение, наблюдаемое с помощью микрометра 13 на величину, не превышающую 0,1 мм за 30 с. Определив с точностью до 0,1 мм глубину погружения конуса

после первой ступени нагружения, снова фиксируют положение подвижной системы винтом 10 и дают следующую ступень нагрузки с

помощью грузов, накладываемых на фланец 6. Далее испытание продолжают так, как это было

описано для первой ступени нагрузки. Опыт заканчивают после 6-8 ступеней нагрузок при суммарном погружении конуса в грунт на глубину 15-23 мм. Величину удельного сопротивления пенетрашш Р для данного образца грунта вычисляют как среднее из полученных Р на каждой стзотени нагрузки.

Предлагаемый пенетрометр позволяет производить определение удельного сопротивления пенетрации вусловиях замедленного и непрерывного погружения конуса в грунт, благодаря чему открьшается возможность в лабораторных условиях в более широком диапазоне изучать строительные свойства глинистых грунтов, выявляя зависимость этих свойств от условий приложения действующих на них нагрузок.

Формула изобретения

Пенетрометр, включающий станину, стойку со штативом и кронштейном, подвижную систему с цилиндром, конусом и грузом и измерительное устройство, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона исследований, он снабжен подъемным механизмом, установленным на станине, а подвижная система выполнена в виде рамы с нижней и верхней балками и стержнем с фланцем, прикрепленным к нижлей балке, причем верхняя балка присоединена к цилиндру с конусом, а стержень свободно оперт на подъемный механизм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

с. 35-37 (прототип). количеством гирь, которые были использованы при испытании грунта по первым двум способам. Испытание грунта начинают с погружения в нем конуса 12 под действием веса ненагруженной подвижной системы 5. Для этого подвижнзто систему освобождают поворотом арретирного винта 10. Эту первую ступень пенетрации, также как и все последующие ступени, выдерживают до условной стабилизации деформадии, под которой понимают неизменность