Устройство для статического зондирования слабых грунтов Советский патент 1981 года по МПК E02D1/00 

Изобретение относится к строитель ству, а именно к устройствам для исследований слабых по прочности грунтов, прежде всего торфяных залежей, а также заторфованных и водонасыщенных минеральных грунтов, и может быт использовано в разведке торфяных месторождений, в мелиорации, в инженерных изысканиях под различного рода строительства на слабых грунтах и др. Известны устройства и установки для статического зондирования грун-. тов, содержащие зонд, штангу, механизмы погружения и записи измеряемых параметров, привод,станину, шасси 1 .Однако устройство из-за их громоздкости и большого веса нельзя использовать для изучения торфяных месторождений. Вызвано это тем, что извес ные устройства предназначены для изучения минеральных грунтов, прочность которых во много раз превосходит прочность водонасыщенных торфяных залежей. Учитывая, что торфяные месторождения, как объекты исследований, отличаются значительной оводненностью, малой несущей способностью, аалесеннОстью и сложностью микрорельефа, то изучать естественные торфяные месторождения какими-либо-машинными техническими средствами весьма затруднительно. Поэтому успех инженерных изысканий в такой сложной природной обстановке во многом зависит от портативности применяемого оборудования и трудоемкости операций по его использованию. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для зондирования грунта, включающее штангу с зондом, опорную раму с анкерами, механизм погружения, привод. Механизм погружения состоит из ходового винта., гаек подачи с захватами. Привод представляет собой систему секторных шестерен, обеспечивающих реверсирование ходового винс захватами автоматически перехватывают штангу и тем самым непрерывно погружают ее в rpyHT Zj. К недостаткам устройства относятся малая скорость погружения и из влечения штанги, отсутствие механизма автоматической записи измеряемых величин по глубине залежи, сложность конструкции, ненадежность ее работы из-за отсутствия устройства, предохраняющего механизм погружения и привод от поломки при внезапной оста-. новке движения штанги. Цель изобретения - упрощение кон струкции,- повышение производительно ти и качества зондирования. Поставленная цепь достигается те что в устройстве для статического зондирования слабых грунтов, включающем штангу с зондом, опорную раму с анкерами,связанный со штангой мех низм погружения и привод,механизм пог жения выполнен в виде ведущих диско с роликами, ведомых дисков и натяжного приспособления, связанного с в домыми дисками, а штанга выполнена с поперечными пазами с одной стороны, причем штанга одной стороной взаимодействует с ведомыми дисками, а другой стороной, выполненной с поперечными пазами, - с роликами ведущих дисков, установленными по окружности последних. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид, на фиг. 2 - вид по стрелке А на .фиг. 1, на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 3. Устройство содержит зонд 1, штангу 2, опорную раму 3 с анкерами,механизм погружения, состоящий из ведущих и ведомых 5 дисков, натяжного устройства 6 (фиг.1, при вод, включающий зубчатые шестерни 7 редуктор 8 и электродвигатель 9 (фиг.2). В желобах ведущих дисков по их средней окружности размещены на осях 10 вращающиеся ролики 11 (фиг. 3 и 4J. Устройство работает следующим образом. Штанга 2 с зондом 1 непрерывно погружается в грунт вследствие ее фрикционного зацепления с вращающим ся ведущими и ведомыми 5 дисками При этом ролики 11 входят в соответ ствующие пазы в штанге 2 ( фиг. ), , 4 в результате чего обеспечивается равномерность погружения штанги в так как исключается возможность проскальзывания ведущих дисков относительно штанги даже в случае ре.зкого изменения усилий зондирования. Такое решение механизма погружения обеспечивает его работоспособность ез проскальзывания при нагрузках на штангу до 400-500 кг. Усилие погружения может регулироваться подпружиненным натяжным устройством 6, позволяющим в-большей или меньшей степени прижимать ведомыми дисками 5 штангу 2 к ведущим дискам , При попадании зонда 1, например, на камень, штанга 2 резко останавливается в своем движении, при этом возрастает усилие на ведущих дисках 4, которое отожмет подпружиненное натяжное устройство 6, и следовательно, произойдет пробуксовывание ведущих дисков 4 относительно неподвижной штанги 2. Таким образом, механизм погружения предохраняется от поломки при остановках штанги. Вращение ведущих дисков k осуществляется электродвигателем 9 через малогабаритный семиступенчатый редуктор 8 и зубчатые шее-, терни 7, жестко связанные с дисками k. Используется электродвигатель 9 с параллельным возбуждением (напримep Д-100-Л), у которого жесткая скоростная характеристика и прямая пропорциональная зависимость между нагрузками на валу двигателя и током в цепи якоря. Это дает возможность использовать такой электродвигатель 9 не только в качестве силового элемента, но и в качестве элемента, изме ряющего сопротивление грунта зондированию. С этой целью цепь якоря двигателя шунтируется и. параллельно шунту подключается самопишущая аппаратура {не показана). Таким образом, при измерении усилия на погружение штанги 2 с зондом 1 изменяется ток в цепи якоря электродвигателя, величину которого в виде диаграммы записывает самопищущая аппаратура при непрерывном погружении штанги в грунт. Реверсирование электродвигателя 9 при извлечении штанги 9 из грунта осуществляется переменой направления тока в его обмотках возбуждения. Питание электродвигателя 9 и самопишущей аппаратуры производится от аккумулятора напряжением 12 В.

Использование предлагаемого устройства для изучения слабых по прочности грунтов позволяет в 4-5 раза повысить производительность, работ по сравнению с известным устройством. При этом существенно возрастает качество и достоверность получаемых материалов, поскольку осуществляется непрерывная запись сопротивлений грунта зондированию по глубине изучаемого массива. Устройство просто по конструкции, надежно в работе, так как погружающий механизм при возникновении перегрузок на штанге имеет возможность пробуксовывать относительно штанги. Устройство позволяет создать портативно полевое оборудование (весом не более 20 кг), применение которого наиболее перспективно на самых оводненных и следовательно, недоступных для техники торфяных месторождениях. В этом случае повышается технический уровень инженерных изысканий с одновременным существенным снижением стоимости и сроков их выполнения. Формула изобретения

Устройство для статического зондирования слабых грунтов, включающее

штангу с зондом, опорную раму с анкерами, связанный со штангой механизм погружения и привод, о т л и ч аю щ е е с ,я тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения производительности и качества зондировaн я, механизм погружения выполнен в виде ведущих дисков с роликами, ведомых дисков и натяжного приспособления, связанного с ведомыми дисками, а штанга выполнена с поперечными пазами с одной стороны, причем штанга одной стороной взаимодействует с ведомыми дисками, а другой стороной, выполненной с поперечными пазами,с роликами ведущих дисков, установленными по окружности последних.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Трофименков Ю.Г. и др. Полевые методы исследования строительных свойств грунтов. М., Стройиздат, 1974, с.. 103-1 U.

°2. Авторское свидетельство СССР № 631587, кл. Е 02 D 1/00, 1978,

S h 7 /7 /7 .8 г2

i. Йгг.5