Почвенный бур-пробоотборник

Авторы патента:

Прущик Анастасия Викторовна (RU)

Салимгареева Ольга Алексеевна (RU)

Сухановский Юрий Петрович (RU)

Вытовтов Владимир Алексеевич (RU)

E02D1/04 - Основания и фундаменты; котлованы; насыпи (для гидротехнических сооружений E02B); подземные и подводные сооружения

Владельцы патента RU 2657555:

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт земледелия и защиты почв от эрозии" (RU)

Изобретение относится к устройствам для отбора почвы с нарушенной структурой и может быть использовано для отбора различных почвенных образцов в полевых условиях как для научных целей, так и для оценки земель сельскохозяйственного назначения. Почвенный бур-пробоотборник содержит цилиндрическую штангу, на верхнем конце которой закреплен кривошип с рукояткой, а на нижнем - стакан с резцами и опорная площадка со штырями. На цилиндрической штанге установлены с возможностью вращения удерживающая втулка, с возможностью перемещения и фиксации труба с отверстиями заданного шага и ограничительный узел. На опорной площадке дополнительно закреплены направляющая гильза, фиксаторы для штырей, уровень и кронштейн с подковообразным упором, причем расстояние между опорной площадкой и подковообразным упором превышает высоту стакана, меньшего направляющей гильзы. Технический результат состоит в снижении трудоемкости отбора проб почвы из разных слоев по глубине с возможностью оценки плотности сложения почвы, обеспечении простоты конструкции. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройствам для отбора образцов почв с нарушенной структурой и может быть использовано для определения физических свойств почвы.

Известен почвенный бур-пробоотборник [1], содержащий корпус с осью шнековой спиралью, стаканом, разъемными пробоприемной гильзой, фрезой и серповидными ножами. Известный бур-пробоотборник позволяет отбирать монолитные пробы только из верхнего слоя почвы.

Известно устройство для отбора почвы [2], состоящее из корпуса приводного двигателя с редуктором и ручками, телескопического стержня и накопительного цилиндра-бура с вибратором. Известное устройство нуждается в дополнительном источнике питания, не обеспечивает взятие проб заданного объема, а также почва дополнительно уплотняется при вибрации бура.

Известно устройство для отбора проб грунта [3], включающее цилиндрический корпус с рукояткой, в котором расположен стакан с кольцом-ограничителем, резцами и шнеком. Рукоятка установлена на оси с упорным диском, а на внутренней поверхности корпуса и наружной поверхности стакана выполнена резьба. Известное устройство позволяет отбирать монолитные пробы грунта только с небольшой глубины.

Задача изобретения - обеспечить быстрый отбор проб почвы из заданного объема скважины на различных глубинах с возможностью оценки плотности сложения почв в различных почвенных горизонтах.

Предлагаемое устройство - почвенный бур-пробоотборник - содержит цилиндрическую штангу, на верхнем конце которой установлены кривошип с рукояткой и удерживающей втулкой, а на нижнем конце - цилиндрический стакан с выгрузным окном, крышкой и резцами. На цилиндрической штанге также установлена труба с возможностью перемещения и фиксации. На трубе с заданным шагом (например, в 0, 5, 10, 15, 20 см и т.д.) выполнены отверстия для ограничительного узла. Ограничительный узел состоит из диска, втулки, цилиндрического корпуса с выступом и затвора со штифтом и пружиной.

В комплект почвенного бура-пробоотборника также входит опорная площадка со штырями, фиксаторами, уровнем, направляющей гильзой и кронштейном с подковообразным упором. При этом расстояние между площадкой и подковообразным упором превышает высоту стакана, меньшего по диаметру направляющей гильзы.

На стакане дополнительно выполнено выгрузное окно с крышкой, подвижной в осевом направлении. Крышка с одной стороны через пластину опирается на подвижную втулку цилиндрической штанги, а с другой стороны фиксируется выступами на стакане.

На фиг. 1 изображен предлагаемый почвенный бур-пробоотборник, на фиг. 2 - увеличенное сечение В, на фиг. 3 - стакан с открытым выгрузным окном, а на фиг. 4 - увеличенное сечение А-А.

Почвенный бур-пробоотборник (фиг. 1) состоит из цилиндрической штанги 1, на верхнем конце которой установлены удерживающая втулка 2 с возможностью вращения и кривошип 3 с рукояткой 4. Ниже удерживающей втулки 2 установлена труба 5 с фиксатором 6 и отверстиями 7. На трубе 5 с возможностью перемещения и фиксации дополнительно установлен ограничительный узел, включающий втулку 8 с отверстием (фиг. 2), диск 9, корпус 10 с выступом 11, затвор 12 со штифтом 13 и пружиной 14.

В рабочем положении труба 5 (фиг. 1) с цилиндрической штангой 1 расположена внутри подковообразного упора 15, через кронштейн 16 соединенного с опорной площадкой 17 и направляющей гильзой 18.

На нижнем конце цилиндрической штанги 1 (фиг. 3) жестко закреплен стакан 19 с резцами 20, выгрузным окном 21 и крышкой 22. Крышка 22 выполнена подвижной в осевом направлении в направляющих выступах 23 и пластиной 24 прикреплена к втулке 25 на цилиндрической штанге 1. На площадке 17 (фиг. 4) также закреплены штыри 26 с фиксаторами 27 и уровнем 28.

Устройство работает следующим образом.

Первоначально устанавливают опорную площадку 17 (фиг. 1). Нажатием направляющую гильзу 18 заглубляют в верхний слой почвы, контролируя при этом горизонтальность опорной площадки 17 уровнем 28 (фиг. 4). Затем штыри 26 по очереди заглубляют в почву и зажимают фиксаторами 27. Почвенный бур-пробоотборник берут вертикально и опускают стакан 19 (фиг. 1) в направляющую гильзу 18, при этом цилиндрическую штангу 1 с трубой 5 помещают внутрь подковообразного упора 15, соединенного через кронштейн 16 с опорной площадкой 17. Направляя бур-пробоотборник удерживающей втулкой 2, с помощью рукоятки 4 на кривошипе 3 несколько раз вращают цилиндрическую штангу 1 относительно вертикальной оси для формирования базовой поверхности на почве внутри гильзы 18. Далее бур-пробоотборник вынимают из направляющей гильзы 18, перемещают крышку 22 и через окно 21 (фиг. 3) высыпают почву в емкость. Затем пустой бур-пробоотборник возвращают в направляющую гильзу 18 и подковообразный упор 15.

Затвор 12 (фиг. 2) переводят в верхнее положение. Он надвигается на выступ 11 корпуса 10 и вытягивает штифт 13 из корпуса 10 из отверстия во втулке 8 и из отверстий 7 трубки 5, сжимая пружину 14. Ограничительный узел перемещают по трубе 5 до совмещения штифта с нижним отверстием 7 и опускают затвор 12 вниз. Под действием пружины 14 штифт 13 перемещается и заходит в отверстие 7 на трубе 5 и фиксирует узел. Затем ослабляют фиксатор 6 (фиг. 1) и перемещают трубу 5 по цилиндрической штанге 1 вниз до касания диском 9 подковообразного упора 15. В этом положении фиксатором 6 закрепляют трубу 5 на цилиндрической штанге 1.

Затем переводят затвор 12 в верхнее положение и перемещают ограничительный узел, пока штифт 13 не подойдет к следующему отверстию 7 на трубе 5, и опускают затвор 12 для фиксации ограничительного узла в новом положении.

Вновь направляя бур-пробоотборник удерживающей втулкой 2 (фиг. 1), за рукоятку 4 кривошипа 3 вращают цилиндрическую штангу 1 относительно вертикальной оси.

Стакан 19 вращается в направляющей гильзе 18, резцами 20 измельчает почву и перемещает ее внутрь, опускаясь вниз до тех пор, пока диск 9 ограничительного узла не коснется подковообразного упора 15. Затем стакан 19 вынимают из направляющей гильзы 18 и из-под подковообразного упора 15. Открывают окно 21 (фиг. 3) перемещением крышки 22 вверх в направляющих выступах 23 с пластиной 24 и втулкой 25 по цилиндрической штанге 1. Переворачивают стакан 19, извлекают из него взрыхленную почву в емкость. Затем крышку 22 опускают, закрывая выгрузное окно 21, переставляют ограничительный узел на следующее отверстие 7 (фиг. 1). Ставят стакан 19 в направляющую гильзу 18 и вращают бур-пробоотборник за рукоятку 4, пока вновь диск 9 ограничительного узла не коснется подковообразного упора 15, забирая в стакан 19 очередную порцию грунта уже из нового почвенного горизонта.

Таким образом, получают пробы измельченной почвы с равных пройденных объемов на разных глубинах, что позволяет определять их различные физико-механические характеристики, в том числе и плотность сложения почвы.

Литература

1. Патент на изобретение №238754, кл. E02D 1/04, G01N1/04, 2007 г.

2. Патент на изобретение №2525080, кл. E02D 1/04, G01N1/04, 2013 г.

3. Авторское свидетельство СССР №336560, кл.G 01, 1974 г.

1. Почвенный бур-пробоотборник, содержащий цилиндрическую штангу, на верхнем конце которой закреплен кривошип с рукояткой, а на нижнем - стакан с резцами и опорная площадка со штырями, отличающийся тем, что на цилиндрической штанге установлены с возможностью вращения удерживающая втулка, с возможностью перемещения и фиксации труба с отверстиями заданного шага и ограничительный узел, а на опорной площадке дополнительно закреплены направляющая гильза, фиксаторы для штырей, уровень и кронштейн с подковообразным упором, причем расстояние между опорной площадкой и подковообразным упором превышает высоту стакана, меньшего направляющей гильзы.

2. Почвенный бур-пробоотборник по п. 1, отличающийся тем, что ограничительный узел составлен из диска, втулки с отверстием и затвора с цилиндрическим корпусом, выступом, штифтом и пружиной.

3. Почвенный бур-пробоотборник по п. 1, отличающийся тем, что в стакане выполнено разгрузочное окно с крышкой, подвижно в осевом направлении установленной через втулку с пластиной на цилиндрической штанге и в направляющих выступах стакана.

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения напряжения в грунтах при динамических нагрузках, в частности при уплотнении грунта, взрывных работах, землетрясении, и может быть использовано в строительстве, горном деле, экспериментальных исследованиях.

Датчик для измерения давления грунта // 2656136

Изобретение относится к техническим устройствам для измерения давления в пластичных и сыпучих средах, в т.ч. грунтах.

Способ прессиометрических испытаний горных пород // 2655007

Изобретение относится к способу исследования скважин и может быть использовано для определения физико-механических свойств горных пород в их естественном залегании.

Способ определения параметров прочности грунта методом вращательного среза и устройство для его реализации // 2646263

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам проведения геомеханических изысканий для определения механических свойств грунтов. Способ определения параметров прочности грунта методом вращательного среза включает задавливание в забой скважины лопастной крыльчатки, приложение к ней возрастающего момента, фиксацию максимального крутящего момента, приводящего к повороту крыльчатки за счет среза грунта по образовавшейся цилиндрической поверхности, и определение по величине крутящего момента параметра прочности грунта.

Способ определения местоположения повреждений и их контроль в днище бассейна суточного регулирования // 2644964

Изобретение относится к способам контроля целостности железобетонных гидротехнических резервуаров с помощью волоконно-оптической контрольно-измерительной аппаратуры и предназначено для определения местоположения повреждений в днище бассейнов суточного регулирования и контроля протечек через них.

Способ обеспечения эксплуатационной надежности сооружения на набухающем грунтовом основании // 2637536

Изобретение относится к строительству мелкозаглубленных фундаментов на естественном основании, малозаглубленных ростверков свайных фундаментов и подземных сооружений нормального уровня ответственности на набухающих грунтовых основаниях.

Способ испытания мерзлого грунта статическим зондированием // 2632994

Изобретение относится к области инженерно-геологических изысканий для строительства зданий и сооружений на многолетнемерзлых грунтах, основания которых используются для строительства зданий в оттаянном или оттаивающем состоянии.

Способ определения границ пластичности грунтов // 2631616

Изобретение относится к области инженерных изысканий. В способе определения границ пластичности грунтов, заключающемся в определении удельного сопротивления одного образца грунта, имеющего известные значения показателей wm и kw линейной зависимости влажности грунта на границе текучести от числа пластичности WL=wm+kw⋅Iр, при степени влажности 0,97-0,98, погружению конусного индентора с углом 30° при вершине и определении по формулам влажности грунта на границе текучести и на границе раскатывания, образец грунта помещают в цилиндрическую камеру диаметром не менее 60 мм и высотой не менее 45 мм и размещают соосно вершине конуса индентора, а погружение конусного индентора производят с постоянной скоростью, равной 120 мм/мин, на глубину до 35 мм и с регистрацией величины сопротивления грунта через каждые 0,01 мм погружения конусного индентора с дискретностью не более 2,0 Н, при этом в полученном массиве значений сопротивления образца грунта погружению конусного индентора выделяют диапазон инвариантных значений сопротивления грунта погружению конусного индентора из заданного соотношения, а определение влажности грунта на границе текучести и на границе раскатывания производят на основании заданных расчетных зависимостей.

Способ определения количества выработок при проведении инженерно-геологических изысканий // 2631445

Изобретение относится к области строительства и предназначено для определения количества выработок, осадок и кренов зданий при проведении инженерно-геологических изысканий.

Способ лабораторного испытания грунтов // 2628874

Изобретение относится к исследованию деформационных и прочностных свойств грунтов при инженерно-геологических изысканиях в строительстве. Способ включает деформирование образца грунта природного или нарушенного сложения в условиях трехосного осесимметричного гидростатического и последующего девиаторного нагружения, дающих возможность ограниченного бокового расширения образца грунта, близкого к реальным условиям, затем после установления условной стабилизации при статическом режиме достижением скорости деформирования образца, соответствующей условной стабилизации деформации образца на данной ступени деформирования, переходят поочередно на следующие ступени испытания, а по окончании испытаний, по конечным результатам, полученным на каждой из ступеней испытания, строят график зависимости относительной осевой деформации от осевых напряжений и определяют искомые характеристики грунта, причем после стабилизации деформаций гидростатического нагружения выполняют контролируемое девиаторное нагружение, первая часть которого - дозированное кинематическое нагружение с управляемой скоростью деформации и ограничением по приращению осевых напряжений, а вторая часть - стабилизация напряженно-деформированного состояния образца в режиме ползучести - релаксации напряжений по условной стабилизации модуля общей деформации, многократно повторяя нагружения и стабилизацию до достижения предельного напряженного состояния, а далее продолжают (при необходимости) только кинематическое нагружение до величины предельной относительной осевой деформации.

Устройство для измерения перемещений слоев грунта под подошвой фундамента // 2657585

Изобретение относится к области механики грунтов и служит, в частности, для определения нижней границы сжимаемого слоя после загружения фундамента (штампа) с целью уточнения расчета осадки фундамента. Устройство для измерения перемещений слоев грунта включает грунтовые марки с винтовыми лопастями, направляющую трубу и измерительные приборы. Направляющая труба выполнена составной из звеньев переменного многоугольного поперечного сечения, на каждом звене свободно закреплена соответствующая марка с возможностью движения вдоль оси звена трубы и возможностью фиксации в стационарном положении с помощью шплинта, упираясь в верхнее звено большего сечения. Диаметр марок также выполнен переменным, уменьшающимся сверху вниз. Измерительные приборы установлены в реперной системе, к которой с помощью кондуктора верхним концом прикреплена направляющая труба с расположенными внутри струнами, соединяющими измерительные приборы и марки. Технический результат состоит в увеличении точности определения величины сжимаемости толщи грунта, упрощении конструкции устройства. 2 ил.

Способ хрусталева е.н. определения несущей способности и коэффициента анизотропии торфяной залежи // 2657590

Изобретение относится к области физики материального контактного взаимодействия. Способ определения несущей способности торфяной залежи заключается в определении физико-механических характеристик деформируемой штампом торфяной залежи верхового или низинного типа в структурированном состоянии: угла ϕ° внутреннего трения, С - удельного сцепления, γ - объемного веса, в расчете средней величины начального (первого) критического давления для торфяной залежи, соответствующего пределу длительной несущей способности торфяной залежи по схеме А. Хаузейля - С.С. Корчунова, где рА=AA+BA⋅(П/F), П - периметр штампа площадью F, АА - быстродействующее упругое сопротивление торфа, ВА - предел длительной несущей способности торфяной залежи, и в расчете средней величины предельного давления , соответствующего моменту предельного фазового перехода деформируемой штампом торфяной залежи с характерными процессами резкого роста осадок, снижения прочности и возможной потерей устойчивости, рассмотрении схемы работы торфяной залижи как модели Фусса-Винклера «местных упругих деформаций», когда внешнему среднему предельному давлению где АВ - предел упругой несущей способности, а ВВ - предел временной несущей способности торфяной залежи, противодействует сопротивление волокон торфа растяжению и срезу Т по периметру П штампа, причем для торфяной залежи верхового или низинного типа величину начального (первого) критического давления и величину предельного давления рассчитывают из заданных соотношений. Достигается возможность определения физико-механических характеристик деформируемой штампом торфяной залежи верховного или низинного типа в структурированном состоянии. 3 ил., 3 пр.