Установка для испытания грунта статическими нагрузками в скважине Советский патент 1983 года по МПК E02D1/00 

Изобретение относится к строительству, к технике для исследования прочностных свойств грунтов и может быть использовано при инженерных изысканиях для гидроэнергетического строительства.

Известна установка для испытания грунта статической нагрузкой в скважине, состоящая Из жесткого-круглого штампа, соединенного с эластичной обжимной камерой,расположенной-на внеш ней стороне штампа и служащей для распора стенок скважины с помощью воздушно-гидравлического устройства 13.

Недостатком этой установки йвляетг ся значительное влияние на результаты испытаний качества подготовки забоя скважины. Кроме того, эта установка осуществляет пригрузку на грунтовый массив в направлении, перпендикулярном тому, в каком грунте испытывают нагрузку при строительстве и эксплуатации объектов строительства., что, . учитывая анизатропный характер грунтов, ведет к значительному снижению точности получаемой информации.

Наиболее близким техническим решением является установка для испытания грунта статическими нагрузками

в скважине, содержащее штамп со сферическим дном, связанный через штангу с источником давления , анкерующее устройство и индикатор t2j .

Однако указанная установка не обеспечивает достаточной точности измерений из-за того, что под штамп могут попасть твердые, включения типа щебня или гальки.

Целью изобретения является повышение точности измерений деформационных характеристик грунта.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для испытания грунте статическими нагрузками в скважине, содержащей штамп со сферическим дном, связанный через штангу с источником давления, анкерующее устройство и индикатор, анкерующее устройство выполнено в виде обсадной трубы с крышкой и снабжено размещенным в обсадноЯ трубе остовом, соединенным одним концом с крышкой, а другим - со штампом, причем последний снабжен э;ШстичноК оболочкой, закрепленной на нем с помощью ограничительно- прижимного ;фланца и выполнен перфорированным, при на. крышке обсадно трубы смонтирован дополнительный индикатор. Пря штамп в верхней своей части выполнен в виде полого конуса полость которого связана с источником давления.

На чертеже показана установка, общий вид.

Установка состоит из эластичной оболочки 1, жесткого перфорированного штампа со сферически дном 2, остова 3 гидромагистрали 4, ограничительно-. Прижимного фланца 5, винта б обсадной трубы 7, крышки 8, гидродозатора 9, бака 10 с рабочей жидкостью, шланга

11высокого давления, аккумулятора

12давления, манометра 13, индикатора 14, репера 15, отверстий 1б.

Работает установка сле/ ;ующим образом.

В пробуренную скважинуустанавливают оВ;садную трубу 7, опускают остов 3 с жестко закрепленным на нем штампом 2. На обсадной трубе закрепляют .крышку 8, например с помощью резьбы, таким образом, чтобы зазор, между крышкой и остовом был минимальным.

В полость штампа с помощью нагружающего устройства, включающего аккумулятор 12 давления, бак 10 с рабочей жидкостью 10, через дозатор 9 с помощью гидромагистрали 4, проходящей через отверстие в крышке, подают рабочую жидкость под давлением, равным природному, с тем, чтобы выбрать зазор между крышкой и остовом, и создать условия, в которых исследуемый грунтовый массив находился до проходки скважины.

После передачи на грунт природного давления начинается собственно испытание, С помощью аккумулятора 12 давления в полость штампа 2 нагнетают рабочую жидкость, которая через отвер-. стия 16 в нижней части штампа отжимает оболочку 1, передающую нагрузку на грунт. Упор остова 3 в крышку 8 препятствует сжатию штампа от грунта, а фланец б - выпору оболочки и грунта за пределы штампа, что повышает точность измерений.

В зависимости от показаний манометра 13 и гидрозатора 9 по известным зависимостям судят об объемной деформации грунта.

В случае возникновения вертикальных перемещений обсадной трубы 7, вы. полняющей роль анкерующего устройства,они фиксируются реперной системой включающей индикатор 14, например часового типа, и репер 15. Показания индикатора затем учитывают при вычислении деформаций грунта.

При наличии значительных перемещений обсадной трубы необходимо принять дополнительные меры для увеличения эффекта анкерования.

С целью исключения влияния свойства воздуха сжиматься на результаты ирпытаний штамп в верхней части выполне коническим. Это позволяет при нагнетании рабочей жидкости в штамп полностью вытеснить из него воздух даже при возможных отклонениях установки от строго вертикального положения.

Таким образом, техническое решение исключает необходимость выдерживать горизонтальность и т1дательную зачистку забоя. Это позволяет избавиться, отошибок, вносимых в результаты измерений тем обстоятельством, что эти требования в полевых условиях трудно выполнимы. Точность и достоверность результатов повышается из-за того, что нагружение испытываемого грунта происходит в том же направлении, в какрм оно будет иметь место и в процессе эксплуатации объектов строительства.

изобретения

Установка для испытания грунта статическими нагрузками в скважине, содержащая штамп со сферическим дном связанный через штангу с источником давления, анкерующее устройство, индикатор, отличают, аяся тем,что, с целью повышения точности измерений прочностных характеристик грунта, анкерующее устройство выполнено в виде обсадной трубы с крышкой и снабжено размещенным в обсадной трубе остовом, соединенным одним концом с «крышкой, а другим - со штампом причем последний снабжен эластичной оболочкой, закрепленной на нем с помощью ограничительно-прижимного фланца и выполнен перфорировс1нным, при этом на крышке обсадной 1рубы смонтирован дополнительный индикатор.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, ЧТС1 шт.амп в верхней своей части выпол;нен в виде полого конуса, полость которого связана с источником давления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 561 112, кл. Е 02 D 1/ЭО, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР № 667633, кл, Е 03 D 1/00, 1977.