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

Изобретение относится к строительству, к технике для определения :сопротивления грунта под одтрием и на боковой поверхности эталонной сваи и может быть использовано При инженерно-геологических изысканиях.

Известно устройство по определению сопротивления грунта вдавливанию наконечника, содержащее наконечник, измерительные элементы и соосно расположенные штанги, внутренняя из которых выполнена составной по высоте, одна часть ее соединена с измерительным элементом опертым на наружную штангу, а другая - с -измерительным элементом, опертым на наконечник 1.

Недостатком указанного устройства является его низкая чувствительность.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для определения механических свойств грунта, содержащее корпус, с наконечником и полым хвостовиком, чувствительные и измерительные элементы. Наконечник и хвостовик выполнены с наружными продольными канавками с размещенными в них шариками, а чувствительные элементы - в виде набора круглых пластин, между которыми размещены шарики без зазора по центру и с зазором по середине 2.

Однако подобная конструкция сложна в изготовлении и ненадежна в эксплуатации. KpOMQ того, она не обеспечивает достаточной точности измерений при работе в сильно увлажненных грунтах из-за нижнего расположения измерительных элементов.

10

Целью изобретения является упрощение конструкции устройства и повьааение Надежности его работы.

поставленная цель достигается тем,

15 что в устройстве для определения механических свойств грунта, содержащем корпус с полым хвостовиком и наконечником, чувствительные и измерительные элементы, корпус снабжен

20 размещенными внутри него стаканом, пружиной и мпилькой, пропущенной через полость хвостовика, который выполнен в своей нижней части с уширением, а в верхней части - с упором,

25 причем уширение хвостовика установлено -в стакане посредством шариков с возможностью осевого перемещения, пружина размещена на хвостовике между упором и корпусом, един конец

30 итильки закреплен в отверстии для стакана, а другой конец ее имеет резьбу и гайку. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1,- на фиг. 3 устройство,в рабочем положении. Устройство состоит из трубы 1, к которой с помощью резьбы присоединен корпус 2. Внутри корпуса 2 раз мещен стакан 3 с коническим наконечником. Кромка стакана 3 выполнена с уклоном во внутрь и на ней размеще ны шарики 4. Шарики- 4 расположены вокруг полого хвостовика 5, изготовленного с расширением в нижней части причем хвостовик .снабжен пружиной 6 и упором 7 и смонтирован на шпильке 8,. один конец которой жестко закреплен в глухом отверстии в дне стакана, а другой имеет резьбу и гайКУ 5Труба 1 имеет неподвижно связанную с ней головку 10, на которой с помощью резьбы укреплен наголовник 11. На наголовнике 11 расположена плита 12, с которой жестко связан червяк 13 с гайкой 14. Под гайкой 1 находится чувствительный элемент 15 с измерительными элементами (тензоре зисторами). Чувствительный элемент 1 смонтирован в верхней части съемного штока 16, который установлен на хвос товике 5. Устройство работает следующим образом. Удара: т по наголовнику устройство погружают в грунт. При этом шарики 4 взаимодействуют с корпусом 2, наклон ной кромкой стакана 3 и хвостовиком После погружения устройства в грунт на заданную глубину в трубу 1 через наголовник 10 опускают шток 16. Под весом штока 16 хвостовик 5 опуска тся на дно стакана 3, сжимая пружину При этом шарики 4 под собственным весом по наклонной кромке стакана 3 скатываются в промежуток между стенкой стакана и хвостовиком 5 и тем саMfcOM открывают возможность передачи вдоль штока 16 к чувствительному эле менту 15 реактивного усилия от сопро тивления грунта проникновению на- кбнечника. На чувствительный элемент 15 устанавливают гайку 14 с червяком 13 и плитой 12. вращением плиты 12 ичервяка 13 относительно гайки 14 приводят плиту 12 в сопри-: косновение с наголовником 1Г. Плиту 12, а с ней и все устройство в целом, нагружают статической нагрузкой (например, с помощью гидродомкрата) и проводят испытания согласно ГОСТ 5686-78. Реактивное сопротивление грунта вдавливанию наконечника определяют по показаниям электроизмерительной аппаратуры, подключаемой к тензорезийторам, установленным на чувствительном элементе 15.Сопротивление грунта по боковой поверхности трубы 1 находят как .разность нагрузки на плиту 12 и реактивного сопротивления грунта вдавливанию наконечника. - Устройство может быть использовано как для динамического так и для статического зондирования грунтов. Чувствительный элемент при динамическом зондировании не подвергается ударному воздействию, так как монтируется после забивки устройства в грунт, что обеспечивает надежную . работу тензодатчиков. Крсяие того, в зависимости от прочностных свойств грунта под йаконечником {по данным динамического зондирования) можно устанавливать для измерений элементы различной чувствительности. Верхнее расположение измерительных элементов позволяет проводить испытания в условиях грунтовых вод, не заботясь о гидроизоляции этих элементов. того, возмржно раздельное испытание грунтов под острием и по брковой поверхности устройства, так как прикладывая нагрузку к штоку 16 наверху, можно нагружать грунт через стакан 3 и наконечник, измеряя при этом сопротивление грунта под острием. Затем, нагружая наголовник, можно определить сопротивление грунта по боковой поверхности конструкции. Такая схема испытания рациональна в тех случаях, когда под острием лежат твердые породы или весьма слабые. Возможно, статическое трение стакана 3 о корпус 2, штока 16 о трубу 1 и гайки 14 о головку 10 скольнибудь существенно на измерение не влияет потому, что как только реактивное сопротивление грунта под наконечником превысит силу статического; трения между этими деталями, чувствительный элемент окажется нагруженным усилием, равным реактивному сопротивлению грунта под острием минус вес съемного штока 16. Эта величина является константой, которую легко учесть в вычислениях. изобретения Устройство для определения механических свойств грунта, содержгицее корпус, с полым хвостовиком и наконечником, чувствительные и измерительные элементы. Отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции устройства и повышения надежности его работы, корпус снабжен размещенными внутри него стаканом, пружиной и шпилькой, пропущенной через полость -хвостовика, который выполнен в своей нижней части с уширением, а в верхней частис упором, причем уширение хвостовика установлено в стакане посредством шариков с возможностью осевого пере-. мещения, пружина размещена на хвостовике между упором и корпусом, один конец шпильки закреплен в отверстии

fil

стакана, а другой конец ее имеет резьбу и гайку. .

Источники информации, принять1е во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №167567, кл. G 01 N 3/42, 1963.

2.Авторское свидетельство СССР №581418, кл. Е 02 О 1/00, 1977 (прототип).

8

аг.г

Фи.1