Устройство для контроля степени уплотнения грунта Советский патент 1982 года по МПК E02D1/02 G01N15/08 

Изобретение относится к строител ству, к технике для определения физико-механических свойств грунта и может быть использовано в гражданск промышленном, дорожном и гидротехни ческом строительстве при сооружении объектов из грунтовых масс, в частности таких, как насыпи, дамбы, обратные засыпки и т.п. При сооружении упомянутых объектов из грунтовых масс одной из основных Технологических операций является уплотнение зтих масс до опти мальных величин плотности, определяемых коэффициентом уплотнения, на ходящимся в пределах 0,98-1,0. Последнее является oбязaтeльны условием и служит гарантом надежной и долговечной работы грунтового соору жения. Известно устройство для исследования свойств грунта, выполненное в виде перфорированного зонда, снабженного надувной пробкой, установленной с возможностью перемещения по зонду. Для погружения последнего в грунт необходимо предварительное сооружение шурфа, полость которого в процессе измерения герметизируется упомянутой пробкой flj. Как правило диаметр шурфа превышает диаметр зонда и образуется в силу этого кольцевая полость, резко снижающая точность измерения. Кроме того, сооружение шурфа требует значительного времени, что снижает оперативность контроля уплотнения грунта. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для исследования свойств грунта, преимущественно фильтрационных, содержащее зонд выполненный в виде полого корпуса с перфорированной частью и камерой, которая сообщена через трубопровод с измерительным прибором, и запорный элемент, установленный с возможностью осевого перемещения относительно полого корпуса С 23. Недостатком устройства является то, что в процессе многократных измерений грунт через многочисленную перфорацию в корпусе проникает в последний и накапливается там, тем самым создавая дополнительное сопротивление фильтруемому воздуху. Это обстоятельство искажает показания измерительного прибора, снижая надежность его работы. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства и его производительности. Поставленная цель достигается те что устройство для исследования физико-ме::анических свойств грунта, содержащее зонд, выполненный в диде полого корпуса с перфорированной частью и камерой, которая сообщена через трубопровод с измерительным прибором,и запорный элемент,установленный с возможностью осевого перемещения относительно полого корпуса снабжено мерной емкостью с запорным клапаном и насосом, а также жестко сое вдненным с запорным элементом порошем, установленным в корпусе и выполненным с проточкой и каналами, которые соединены с трубопроводом,а камера образована проточкой поршня и внутренней поверхностью корпу са и сообщена с мерной емкостью, при этом мерная емкость выполнена с регулируемым дросселем, посредством которого емкость соединена с ат мосферой . На фиг. 1 представлено устройств общий вид;, на фиг.2 и 3 - варианты выполнения зонда устройства. Устройство для контроля уплотнеНИН грунта состоит из зонда 1, мерной емкости 2, насоса 3, измеритель ного прибора, BaKyyNttieTpa 4, запорного клапана 5, регулируемого дросселя б с трубопроводом 7. Зонд 1 (см. фиг.2 и 3) выполнен в виде по-т лого корпуса 8 с перфорацией 9. Зон укреплен на носителе 10 с помощью резьбового соединения 11. Телескопи :чески с корпусом 1 связан запорный |элемент 12, имеющий на конце конусную поверхность. В полости зонда установлен с возможностью перемещения поряаень 13, выполненный с проточкой 14, радиальными каналагли 15 и Осень каналом 16, который связывает радиальные каналы 15 с трубопроводом 17, соединенным с измерительным прибором через ко1лпенсатор 18. Поршень 13 связан с запорным эле ментом 12 с помощью радиальных штиф тов 19, пропущенных через продольны сквозные пазы 20 в корпусе зонда, при этом проточка 14 порялня и внутренняя поверхность зонда 1 образует к&меру 21. Устройство (см,фиг.2) отличает от йышеописанного тем, что корпу выполнен из двух частей: подвижной 22 с перфорацией и неподвижной 23, связанной с носителем 10. При этом подвижная часть 21 посредством резь бы связана с запорньлм элементом 12, а неподвижная - посредством штифтов 19 с -поринем 13. Таким образом, конструкции обоих вариантов осталис почти без изменений, но несколько изменились взаимосвязи между отдельными деталями устройства, В устройстве, изображенном на фиг.2, предусмотрен сквозной канал 24, параллельный оси поршня 13 и предназначенный для девакуумирования полости между торцом поршня и запорным элементом 12 при их относительном перемещении. Устройство для контроля уплотнения грунта работает следующим образом. Зонд погружают в грунт на глубину, на которой необходимо произвести контроль уплотнения грунта. Затем перемещают итанги 10 на 3-7 см вверх. Запорный элемент 12, связанный с поршнем и камерой 21 и защеглленный грунтом, остается неподвижным, а корпус, жестко связанный с носителем 10, перемещается вверх. При этом перфорационные отверстия размещаются над камерой 21. Затем, с помощью насоса 3 в емкости 2 создают разряжение, характери- . зуемое величиной Р, равной, например, 0,6 кг/см, которая устанавли- вется по вакуумметру 4, После этого, посредством запорного клапана 5 сообщают полость емкости 2 с камерой 21, благодаря чему во внутренней полости Последней, обращенной к грунту, также создается разряжение. Так как давление воздуха в грунте больше, чем в полости камеры, то в нее начинает поступать из пор защемленный воздух, который по осевому каналу 16 идет в емкость 2 с объемом , При этом разряжение в емкости 2 уменьшается, что регистрируется по показанию вакуумглетра 4. На конечной величине разряжения Р, равной, например, 0,3 кг/см, запорным золотником 5 емкость 2 отсекают от Кс1меры 21 к измеряют время, за которое разряжение в еглкости 2 изменяется от величины Р до величины Р. Так как время заполнения емкости 2 пропорционально количеству извлеченного из пор защемленного воздуха, что, в свою очередь, характеризует степень пористости грунта, то по нему и судят о степени уплотнения грунта. Для повышения достоверности способа и отказа от номограмм, учитывающих зависимость времени изменения разряжения от пористости грунта, на емкости 2 монтируют регулируемый дроссель 6, сечение которого заранее оттарировано на различные величины требуемой пористости грунта. Перед работой осуществляют заполнение емкости 2 атмосферным воздухом через дроссель 6, установив величину сечения, имитирующую сопротивление грунта при оптимальном значении уплотнения. При этом осуществляют контрольное заполнение емкости 2 при изменении величины разряжения PL - Р2 и фиксируют время заполнения, что соответствует заполнению при эталонном уплотнении в частности при коэффициенте уплотнения ,0. Сравнение фактического времени заполнения и контрольного показывает степень достижения требуемой степени уплотнения.

Предлагаемый способ дает возможность получить оперативные сведения о состоянии уплотнения грунта и степени его соответствия стандартам. В связи с этим значительно Повыгдается эффективность уплотнительных работ за счет более экономичной организации использования уплотнительных средств.

Формула изобретения

I. Устройство для контроля степени уплотнения грунта, содержащее зонд, выполненный в виде полого корпуса с перфорированной частью и камерой, которая связана через трубопровод с измерительным прибором, запорный элемент, установленный с возможностью осевого перемещения относительно полого корпуса, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и его производительности, оно снабжено мерной емкостью с запорным клапаном и насосом, а также жестко соединенным с запорным элементсм прринем, установленным в корпусе и

0 выполненным с проточкой и каналами, которые соединены с трубопроводом, причем камера образована проточкой поршня и внутренней поверхностью корпуса и сообщена с мерной емкостью.

s

2. Устройство по п.1, отличаю ц е е с я тем, что мерная емкость выполнена с регулируемым дросселем, посредством которого емкость соединена с атмосферой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 27221, кл. G 01 N 15/08, 1930.

2.Авторское свидетельство СССР 492789, кл. Е 02 О 1/02, 1974.

5

Г4 fff ф1п.З