Устройство для отбора проб грунтов Советский патент 1982 года по МПК G01N1/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ГРУНТОВ

1

Изобретение относится к технике отбора (без проходки горно-буровых выработок) проб, предназначенных для последующего определения объемного и удельного веса, естественной влажности, влажностей на граннцах текучести, расскатьтания и вычисления коэффициентов пористости песчаных грунтов и показателя консистенции глинистых грунтов.

Известен грунтонос с секторным затвором кояструкции Сибгидротранса 1.

Грунтонос с секторным затвором конструкции Сибгидротранса состоит из наружной и внутренней гильз, керноприемника и переходника. В нижней части внутренней гильзы на осях смонтированы ножи секторного затвора с тормозными лопатками. В верхней части внутренней гильзы расположены гайки, пластмассовая пластинка с проводом и пружиной.

К недостаткам грунтоноса с секторным затвором относятся: необходимость бурения и обсадки скважины для последующего отбора монолита с ее забоя, отсутствие в

верхней части грунтоноса большого отверстия для прохождения грунта при вдавливании грунтоноса, сложность его конструкции, наличие секторных ножей, тормозных лопаток, двух гильз и специального электрического контактного устройства, необходимость вращения бурильных труб перед подъемом грунтоноса из скважины.

В качестве прототипа выбрано устройство для отбора проб грунта.

10

Устройство состоит из корпуса прямоугольной формы в поперечном сечении с открытой верхней и нижней частью. В корпусе . к одной из стенок на разной высоте прикреплены затворы, а в противолежащей стен15ке выполнены выемки для размещения верхних концов, затворов 2.

Недостатком прототипа является отсутствие герметитаого уплотнения между затворами и корпусом, что не позволяет производить

20 опробование грунта вместе с заключенной в нем водой.

Цель изобретения - повышение представительности пробы грунта. Указанная цель достигается тем, что устройство для отбора проб грунтов, включающее корпус прямоугольного поперечного сечения, выполненный с открытой верхней и нияаюй частями, затворы, прикрепленные шарнирно к одной из стенок корпуса, а противоположная стейка корпуса вьшолнена с углублениями, снабжено эласткшыми пластинками, прикрепленными к верхней поверхности затвора и выполненными с загнутыми краями. На чертеже изображено устройство, продольный разрез. Устройство для сбора проб грунтов состоит из корпуса 1, имеющего в поперечном сечении прямоугольную форму, и переходника 2. С внутренней стороны стенки корпуса 1 на осях 3 и 4 расположены на разной высоте жесткие прямоугольные нижний и верхний затворы 5 и б. На верхних плос(костях этих затворов соответственно закреплены эласти шые (например, резиновые) ниж 1НЯЯ и верхняя пластинки 7 и 8 с загнутыми краями (площадь распрямленной пластинки больню площади затвора). С в}гутренней стороны стенки корпуса 1, противоположной стенке с установленным затворами 5 и 6, выполнены нижнее и верхнее углубление 9 и 10 по всей щирине стенки. Окна 11 преда азначены для выхода грунта из уст ройства при его погружении в массив. Работа устройства осуществляется в следЗющей последовательности. Устройство с помощью штанг погружается в массив грунта. При зтом наклонные внещ ние грани нижней части корпуса 1 раздвигают грунты в стороны, а столбик грунта, пройдя входное отверстие, поступает во вну реннюю полость корпуса 1. При заполнении этой полости rpjTiT отжимает затворы 5 и 6 в крайнее положение, а также деформирует края эластичных пластинок 7 и 8. По мере увеличения глубины погружения устройства грунты начинают взаимодействовать с переходником 2 и выходят из устройства через окно И. Поскольку высота окна 11 значительна, то нарущение сложения грун тов, вызванное внедрением в них переходни ка 2, не оказывает влияния на изменение структуры грунта в столбике при прохожде нии его внутренней полости кор)туса 1. После погружения на заданную Шубину устройство извлекается из массива (поднимается вертикально вверх). При зтом в пер воначальный момент подъема устройства затв ры 5 и 6 начинают поворачиваться вокруг 4 своих осей, 3 и 4 за счет давления грунта на верхние торцовые грани затворов 5 и 6, а также отжимающего действия краев эластичных пластинок 7 и 8. Так как размеры Н конструктивное выполнение затворов 5 и 6 одинаковы, то объем грунта, вытесненный нижним затвором 5 при его закрытии на внутренней полости корпуса 1, равен объему грунта, захваченного верхним затвором 6 при его закрытии. Перемещение затворов 5 и 6 относительно корпуса I завертывается в тот момент, когда верхние их попадают в углубления 9 и 10, а сами затворы 5 и 6 занимают горизонтальное положение. Края эластичных пластинок 7 и 8, выступающие за пределы затворов 5 и 6 надежно перекрывают зазоры между этими затворами и стенками корпуса 1. Верхний затвор 6 при подъеме устройства также препятствует поступлению выщерасположенного грунта во внутреннюю закрытую полость корпуса 1. Над верхним затвором 6 образуется конусообразное грунтовое ядро, раздвигающее вышележащие грунты вверх и в стороны. Из устройства извлекается проба грунта. Для этого сначала удаляется грунт, расположенный выще затвора f. Затем устройство поворачивается так, чтобы переходник 2 занял нижнее положение, из корпуса проба грунта удаляется в тару, определяется объемный вес (при известном объеме внутренней перекрывающейся полости корпуса 1, удельный вес, влажность грунта, влажности на границах текучести и раскатывания, вычисляются коэффициент пористости и показатель консистенции. , Предлагаемое устройство имеет следующие преимущества по сравнению с известными устройствами: предлагаемое устройство отличается простотой конструкции, при применении предлагаемого устройства отпадает необходимость проходки горно-буровых выработок и крепления их стенок, вращения бурильных труб или устройства после его погружения в массив, надежность перекрытия сверху и снизу пробы грунта в корпусе перед извлечением устройства из массива. Формула изобретения Устройство для отбора проб грунтов, включающее корпус прямоугольного поперечного сечения, выполненный с открьггой верхней и нижней частями, затворы, прикрепленные шарнирно к одной из стенок, а противоположная стенка корпуса выполнена с углублениями, отличающееся тем, что, с целью повыщения представительности пробы грунта, оно снабжено эласти шыми пластинками, прикрепленными к верхней поверхности затворов и выполненными с загнутыми краями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

9741926

1973, с. 232-233.

L