Устройство для исследования свойств грунта Советский патент 1982 года по МПК E02D1/00 

Изобретение относится к инженерной геологии и может быть использовано для моделирования условий естественного залегания грунта.

Известно устройство для исследования свойств грунта, включешзщее штамп, соединенный с нагрузочным приспособлением д .

Недостаток данного устройства заключается в невозможности моделировать условия залегания грунта на различных глубинах.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для исследования свойств грунта, включающее корпус, камеру для грунта, нагрузочное приспособление, соединенное со штампом, механизм для уплотнения грунта и измерительное приспособление 2,

Недостаток известного устройства заключается в том, что оно не используется для исследования влияния гравитационных полей на прочнорть грунтов . .

Цель изобретения - расширение области применения.

Поставленная цель достигается тем., что устройство для .исследования, свойств грунта, включающее корпус, камеру для грунта, нагрузочное приспособление, соединенное со штампом, механизм для уплотнения грунта и измерительное приспособление, снабжено дополнительной кольцевой камерой для грунта, механизм для уплотнения грунта выполнен в виде центробежной установки, нагрузочное приспособление в виде электромагнитной катушки с якорем и ударником, а измерительное

10 приспособление - в виде трех цилиндрических металлических обкладок, образуивдих емкостные электрические элементы, причём две обкладки установлены по стенкам камер для грунта,

15 а третья - на ударнике.

На фиг.1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 принципиальная электрическая схема измерительного приспособления пенет20рометра; на фиг.З - схема включения и отключения электромагнита постоянного тока.

Устройство состоит из корпуса 1 со стаканом 2, выполненным из диэлектрика, внутри которого расположены обкладки 3 и 4 цилиндрического ёмкостного элемента, образующие коиденсатор с электрической емкостью СА. в свою очередь обкладка 4 совместно

30 с обкладкой 5, запрессованной на боковой поверхности ударника 6, образует конденсатор с электрической ем костью СВ. Ударник б через якорь 7 удерживается в исходном состоянии электромагнитом постоянного тока 8. Нижняя часть ударника б представляет собой штамп 9. Обкладка 3 с натя гом надевается на стакан 10, обкладка 4 прессуется в цилиндр 11, которы вместе со стаканом 10 представляет собой опору Для крышки 12, прижатой крышкой 13. Внутренняя камера представляет собой стакан 14, закрывгио1ЦИЙСЯ крьаокой 15. Исследуемый грунт 16 находится одновременно во внутре ней цилиндрической и наружной кольцевой камерах. Обкладки 4 и 5 раздел ны слюдяным изолятором 17. Обкладки 3 и 4 имеют выход на измерительный мост переменного- тока Р-5004 через винты 18 и 19. Обкладки 4 и 5 имеют выход на второй измерительный мост через винты 20 и 19. Каркас катушки электромагнита пос тоянного тока 8 прикрепл ен к днищу крышки 21. Фланец 22 крепится к крыш ке 23, на которую навинчивается крыш ка 24, предохраняющая выводы обкладок, а также клеммы 25 подвода питания к катушке электромагнита. Устройство работает следующим образом. При включении центробежной установки (не показана) корпус 1 начинает вращаться, а грунт, помещенный во внутреннюю камеру 14 и наружную коль девую камеру, под воздействиетл цент,робежных сил начинает уплотняться, причем величина плотности грунта р определяется по измерению величины Сд - электрической емкости конденсатора по формуле . ,14l() to,a4(6o-ii)b-CAi о.2;41 e elicCTv -D) где yri - масса исследуемого материала 6(3 - диэлектрическая проницаемост воздуха; §4 диэлектрическая проницаемост исследуемого материала, соответствую щая достигнутой плотности грунта ; i - длина грунтовой камеры;. 33. - внешний диаметр внутренней обкладки конденсатора; Dj - внутренний диаметр внешней обкладки конденсатора. После уплотнения грунтаэлектромагнит 8 обеспечивается и ударник 6 под действием центробежных сил обеспечивает «внедрение штампа 9 в исследуемый грунт. При этом прочность грунта определяется глубиной внедрения штампа 9 в исследуемый грунт, а следовательно, измеренной величиной электрической емкости конденсатора . Шкалы измерительных мостов конденсаторов Сд и Cg проградуированы соответственно в единицах плотности и прочности. После загрузки исследуемого грунта в устройство запитывается катушка электромагнита 8 включением ключа К, в результате чего, ударник 6 находится в притянутом положении, а штамп 9 - на уровне исследуемого грунта 16. Нажатием кнопки Пуск (фиг.2) запитывается катушка реле Р , которое, замкнув свои контакты, подключает к измерительным мостам Р-5004 обкладки емкостного измерительного элемента. Исходные показания мостов Р-5004 принимаются за нулевые. После включения центробежной установки по показаниям моста, подключенного к конденсатору Сд,обеспечиваиот достижение необходимой плотности исследуемого грунта, разьслкают ключ К (фиг.З) схемы питания электромагнита 8 и штамп ударника проникает в исследуемый грунт. С помсядью моста, подключенного к конденсатору Cg, измеряют прочность исследуемого грунта в зависимости от различных величин гравитационных полей. Формула изобретения Устройство для исследования свойств грунта, включающее корпус , камеру для грунта, нагрузочн.ое приспособление, соединенное со штампом, механизм для уплотнения грунта и измерительное приспособление, о т л и чающеес я тем, что, с целью расширения области применения, оно снабжено дополнительной кольцевой камерой для грунта, механизм для уплотнения грунта выполнен в виде центробежной установки, нагрузочное приспособление - в виде электромагнитной катушки с якорем и ударником, а измерительное приспособление - в виде трех цилиндрических металлических обкладок, образующих емкостные электрические элементы,причем две обкладки установлены по стенкам камер для грунта, а третья - на ударнике. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Черкасов И.И. и др. Грунт Луны. М., Наука, 1975, с. 33-36, 49-50. 2.Авторское свидетельство СССР 633977, кл. Е 02 Б 1/00, 1977.