Устройство для испытания грунта пенетрацией и вращательным срезом

 

Изобретение относится к устройствам для определения физико-механических свойств грунтов. Целью изобретения является повышение производительности испытаний за счет улучшения эргономических качеств устройства. Оно содержит корпус с рукояткой и трубчатым элементом с ножными опорами, внутри которого пропущена штанга с комбинированным рабочим наконечником и фиксатором. В корпусе установлены измерительные приспособления в виде пружинных динамометров. Фиксатор штанги выполнен в виде цилиндрического корпуса со спиральной канавкой на внутренней конической поверхности, шариков и гайки с сепаратором в виде усеченного полого конического стакана с диаметрально противоположными по высоте стакана сквозными прорезями под шарики. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 5 Е 02 Р 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

I (21) 4365567/31-33 (22) 18.01.88 (46) 23.01.90. Бюл. М 3 (71) Калининский политехнический институт (72) Е.Н.Хрусталев и В.А.Миронов (53) 624.131.377 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 203994, кл. Е 02 D 1/00, 1964.

Авторское свидетельство СССР

К 694594, кл. E 02 D 1/00, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТА

ПЕНЕТРАЦИЕЙ И ВРАЩАТЕЛЬНЫМ СРЕЗОМ (57).Изобретение относится к устройствам для определения физико-механических свойств грунтов. Целью изобреИзобретение относится к устройствам для определения физико-механичес-, ких свойств грунтов при инженерных изысканиях в строительстве.

Целью изобретения является повышение производительности испытаний, за счет улучшения эргономических качеств устройства.

На фиг. 1 изображено устройство. общий вид; на фиr.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиr.3 - вид Б на фиг.1;.на фиг.4 - разрез В-В на фиг.3; на фиг.5 — фиксатор штанги, разрез.

Устройство содержит полый цилиндрический корпус 1 с рукояткой 2 и трубчатым элементом 3, в нижней части которого установлены ножные опоры 4 и упор 5. Внутри корпуса установлена

2 тения является повышение производительности испытаний за счет улучшения эргономических качеств устройства.

Оно содержит корпус с рукояткой и трубчатым элементом с ножными опорами, внутри которого пропущена штанга с комбинированным рабочим наконечником и фиксатором. В корпусе установлены измерительные приспособления в виде пружинных динамометров. Фиксатор штанги выполнен в виде цилиндрического корпуса со спиральной канавкой на внутренней коничвской поверхности, шариков и гайки с сепаратором . в виде усеченного полого конического стакана с диаметрально противополож" а

Ф ными по высоте стакана сквозными прорезями под шарики. 5 ил. полая втулка 6 с упором 7 под пружину

8 динамометра, а в его верхней части соосно установлен фиксатор штанги 9.

Внутри корпуса 1 и фиксатора 9 пропущена штанга 10 с комбинированным рабочим наконечником 11.

На корпусе 1 закреплен кронштейн

12 для индикатора 13 часового типа, измерительный стержень 14 которого взаимодействует с упором 15 на рукоятке 2. На рукоятке 2 установлен узел замера крутящего момента, выполненный а в виде корпуса 16, состоящего из двух симметричных половин, между которыми в направляющих подвижно установлена зубчатая рейка 17, жестко связанная с упорной пластиной 18 с одной стороны и взаимодействующая с измерительным стержнем 19 индикатора 20 часового

1537751 типа, установленного на корпусе 16 с другой стороны.

В полостях симметричных половин корпуса 16 установлены подвижные втулки 21 с упорами 22 под пружины

23 сжатия динамометра, жестко связанные с упорной пластиной 18.

Зубчатая рейка 17 взаимодействует с зубчатым сектором 24, жестко связанным со втулкой 25, вращающейся на подшипниках 26 - 28 скольжения относительно втулки 6. Втулка 25 жестко связана с фиксатором штанги 9, цилиндрический корпус 29 которого имеет внутреннюю поверхность, на которой

Спирально проточена полусферическая направляющая канавка 30, взаимодействующая с парой шариков 31, установленных в сквозных продольных прорезях

32 сепаратора 33, выполненного в виде ,усеченного конического стакана с наружной гайкой 34 вращения.

Устройство работает следующим образом. 25

Перед испытанием собирают колонну штанг с комбинированным рабочим наконечником 11 и пропускают ее через трубчатый элемент 3, втулку 25 и Фиксатор штанги 9. 30

Не доведя рабочий наконечник 11 до упора на величину разового интер. вала зондирования, штангу 10 фиксируЮт в фиксаторе 9 путем вращения гайки

34 с сепаратором 33 до заклинивания шариков 31 между штангой и направляющей канавкой 30 корпуса 29.

Индикаторы 13 и 20 часового типа приводят в исходное положение.

Зондирование грунта осуществляют 40 путем удержания устройства за рукоят" ки 2 в вертикальном положении с одновременной передачей усилия от веса оператора через ножные опоры 4 на штангу зонда. Глубину погружения зон- 4 да в грунт фиксируют по мерным рискам

35 на штанге 10, а усилие сопротивления грунта погружению рабочего наконечника 11 - по показаниям индикатора 13 часового типа пружинного динамометра ° При этом усилие сопротивления грунта погружению рабочего наконечника 11 передается через него на колонну штанг 10 и далее через шарики 31 на корпус фиксатора и

55 втулку 25, вызывая посредством втулки

6 с упором 7 сжатие пружины 8 динамометра, величина сжатия S, которой фиксируется индикатором 13 и пересчи. тывается по тарировочному графику

S,=f(P< ) в усилие пенетрации P„.

Вращательный срез грунта осуществляют при остановке зондирования или под контролируемой величиной заданной осевой нагрузки путем вращения корпуса устройства за рукоятки 2 по часовой стрелке.

Величина сопротивления вращательному срезу грунта фиксируется индикатором 20 часового типа, как параметр крутящего момента. При этом усилие от рук оператора передается через рукоятки 2 корпуса 1 и шлицевое подвижное в осевом направлении соединение на корпус 16, узла замера крутящего момента, сжимая пружину 23 до момента, пока не скомпенсируется усилием сопротивления грунта вращательному срезу, передаваемым от крыльчаток рабочего наконечника 11 через штанги

l0, фиксатор штанги 9, втулку 25 и зубчатый сектор 24 на зубчатую рейку

17, вызывая ее продольное перемещение и перемещение втулок 21 с упорами 22, сжимающих пружины 23 сжатия на величину S, которая фиксируется индикатором 20 часового типа.

По тарировочному графику Б = (Р х

xR)=-f(M p), где R - расстояние от оси вращения до оси втулок 21, определяют величину крутящего момента М„. Зная величину М„, по известным зависимостям определяют величину удельного сопротивления грунта вращательному срезу, при заданном осевом усилии

Р, под рабочим наконечником.

По зависимости Кулона с помощью графика о; =Р;tg(f+C по результатам 2-3 замеров в каждом выделенном слое грунтового массива определяют величину удельного сцепления С и угол внутреннего трения грунта ц

Формула изобретения

Устройство для испытания грунта пенетрацией и вращательным срезом, включающее корпус с рукояткой, штангу с рабочим наконечником и фиксатором и измерительные приспособления в виде пружинных динамометров, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности испытаний за счет улучшения эргономических ка честв устройства, корпус снабжен трубчатым элементом с ножными опора5

15 ми, охватывающим штангу, а фиксатор .

1 штанги выполнен в виде цилиндрического корпуса со спиральной канавкой на внутренней конической поверхности, шариков и гайки с сепаратором, выполненным в виде усеченного полого конического стакана с диаметрально противоположными по высоте стакана сквоз37751

6 ными прорезями под шарики, при атом трубчатый элемент жестко соединен с корпусом, ножные опоры расположены

5 на его нижнем конце а шарики установлены в сепараторе с возможностью взаимодействия со спиральной канавкой цилиндрического корпуса фиксатора и штангой.

1537751

Фиг.

1537751

21

Составитель Е.Евстигнеев

Редактор Н.Лазаренко Техред М.Ходанич Корректор О.Кравцова

Заказ 14S Тираж 531 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101