Устройство для отбора проб грунтов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия к авторском свидетельств

<»i974192 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.03.80 (21) 2890531/25-26 с присоединением заявки,% (23) Приоритет (5))M. Кл.

G 01 и 1/04

focyaapcrccce4 каинтет

CCCl» по делан наабретеннй н вткрытнй

Опубликовано 15.11.82. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 15 11.82 (S3) УДК 543.053 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. В. Васильев и В. Н. Малышев (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ГРУНТОВ

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

Известен грунтонос с секторным затвором конструкции 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 н 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

1О для отбора проб грунта.

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 стенке выполнены выемки для размещения верхних концов, затворов (2).

Недостатком прототипа является отсутствие герметичного уплотнения между затворами и корпусом, что не позволяет производить бпробование грунта вместе с заключенной в нем водой.

Цель изобретения — повышение представительности пробы грунта.

974192

Указанная цель достигается тем, что устройство для отбора проб грунтов, включающее корпус прямоугольного поперечного сечения, выполненный с открытой верхней и нижней частями, затворы, прикрепленные шарнирно к одной из стенок корпуса, а противоположная стейка корпуса выполнена с углублениями, снабжено эласти птыми 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 6. На верхних плос-!

IKocTHx этих затворов соответственно закреплены эластичные (например, резиновые) ниж няя и верхняя пластинки 7 и 8 с загнутыми краями (площадь распрямленной пластинки болыпе площади затвора). С внутренней стороны стенки корпуса 1, противоположной стенке с установленными затворами

5 и 6, выполнены нижнее и верхнее углубление 9 и 10 по всей ширине стенки. Окна

ll предназначены для выхода грунта из устройства при его погружении в массив.

Работа устройства осуществляется в следующей последовательности.

Устройство с помощью штанг погружается в массив грунта. При этом наклонные внешние грани нижней части корпуса 1 раздвигают грунты в стороны, а столбик грунта, пройдя входное отверстие, поступает во внутреннюю полость корпуса 1. При заполнении этой полости грунт 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 11, Поскольку высота окна

11 значительна, то нарушение сложения грунтов, вызванное внедрением в них переходника 2, не оказывает влияния на изменение структуры грунта в столбике при прохождении его внутренней полости корпуса 1, После погружения на заданную глубину устройство извлекается из массива (поднимается вертикально вверх). При этом в первоначальный момент подъема устройства затворы 5 я 6 начинают поворачиваться вокруг

ЗО

4О

4 своих осеи, 3 и 4 за счет давления грунта на верхние торцовые грани затворов S и 6, а также отжимающего действия краев эластичных пластинок 7 и 8. Так как размеры

>и конструктивное выполнение затворов 5 и 6 одинаковы, то обьем 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 1 завертывается в тот момент, когда верхние их концы 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 вышерасположенного 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 выше затвора . 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, лри 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 груп ов,, включающее корпус прямоугольного поперечного сечения, выполненный с открытой верхней и нижней частями, затворы, прикрепленные шарнирно к одной из стенок, а противоположная стенка корпуса выполнена с углублениями, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения представительности пробы грунта, оно снабжено эластичными пластинками, приВНИИПИ Заказ 8683/58 Тираж 887 1тодписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 крепленными к верхней поверхности затворов и выполненными с загнутыми краями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

974192 6

1. Ребрик Б. М. Бурение скважин при инженерно-геологических изысканиях. М., "Недра", 1973, с, 232 — 233.

2. Авторское свидетельство СССР У 272224, 5 кл. G 01 N 1/04, 1932.