Способ испытания мерзлых грунтов и устройство для его реализации

) Приоритет Гасударственные комитет СССР(43) Оп (45) Да елам изобретений и открытий Авторыизобрете, И, Трофимов, В. А. Миронов и Л, С. Амарянлининский ордена Трудового Красного Знамениполитехнический институт 1) Заявитель ПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МЕРЗЛЫХ ГРУНТ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 54) Недостатк ются сложи авливания рунт, а такИзобретение относится к области испытания при инженерных изысканиях в строительстве, в частности к способам и устройствам для определения сопротивляемости мерзлых грунтов сдвигу и растяжению в полевых условиях без проходки скважин.Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ испытания мерзлых грунтов, включающий погружение и вращение наконечника, измерение усилий вращения и определение прочностных характеристик грунта 111.Недостатками данного способа являются необходимость пробуривания скважины и задавливания прибора в грунт, особенно мерзлый, что требует дополнительного оборудования и затрат, а также нарушение структуры в процессе бурения, Все это снижает эффективность и точность измерения.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для испытания грунтов, включающее опору, приводную штангу со сменным наконечником, имеющим винтовую лопасть и динамометрическую рукоятку 2. ами данного устроиства явля- ость конструкции и процесса задвух крыльчаток в мерзлый же значительный износ их ло 2бовой поверхности, что снижает его эффективность,Цель изобретения - повышение эффективности испытаний и точность измерения,5 Поставленная цель достигается тем, что вспособе испытания мерзлых грунтов, включающем погружение и вращения наконечника, измерение усилий вращения и определение прочностных характеристик грунта,10 в процессе погружения ограничивают егоперемещение и, продолжая вращать, производят отрыв или срез пробки грунта споследующим измерением усилий и определением прочностных характеристик,15 Устройство для реализации способа,включающее опору, приводную штангу сосменным наконечником, имеющим винтовую лопасть и динамометрическую рукоятку, снабжено концентрично установленными20 соединенными резьбой внешним и внутренним трубчатыми упорами, причем внешнийразмещен на опоре, а через внутреннийпропущена штанга.На фиг. 1 изображена схема реализации25 способа; на фиг. 2 - устройство, общий вид.Способ реализуется следующим образом.Устанавливают на поверхности грунтаопору 1, через которую пропускают штангу30 2, навинчивают на нижний конец винтовойс25 50 наконечник 3, а на верхнем закрепляют динамометрическую рукоятку 4,Начиная вращать динамометрическую рукоятку 4, завинчивают винтовой наконечник 3,При касании рукояткой 4 опоры 1 винтовой наконечник 3 не сможет больше перемещаться, и при вращении произойдет отрыв или срез грунта (в зависимости от типа винтового наконечника конусного или цилиндрпческого) в виде пробки 5, при этом снимается максимальное показание усилия с дпнамомстрической рукоятки 4.Зная усилие среза или отрыва и площадь боковой поверхности соответствующей пробки, можно рассчитать сопротивление мерзлого грунта сдвигу и растяжению по формулам: где т - сопротивление грунта сдвигу;Р - усилие среза на динамометрической рукоятке;Р, - площадь боковой поверхности цилиндрической пробки;Р, - усилие отрыва на динамометрической рукоятке;Р, - площадь боковой поверхности конической пробки;а - угол при вершине конусного винтового наконечника. Устройство для осуществления способа (фиг. 2) состоит из опоры 1, на которойзакреплена обойма 2, соединенная резьбовым соединением с винтовым упором 3, с установленным на нем упорным подшипником 4. Винтовой упор 3 стопорится контргайкой 5. Внутри винтового упора 3 и опоры 1 установлена приводная штанга 6 с цилиндрическим или коническим винтовым наконечником 7. На приводной штанге 6 закреплена, например, с помощью вилки 8 динамо- метрическая рукоятка 9 с индикатором часового типа 10.Устройство работает следующим образом, Навинчивают соответствующий винтовой наконечник 7 цилиндрический или конический на приводную штангу 6 и вставляют ее в опору 1 и винтовой упор 3,Расчищают площадку и устанавливают на нее опору 1 вместе со штангой 6 и винтовым наконечником 7.На штанге 6 закрепляют с помощью вилки 8 динамометрическую рукоятку 9 с индикатором часового типа 10. 5 10 15 20ЗО 35 40 45 4Вращают винтовой упор 3, устанавливаятем самым соответствующую величину хода свободного завинчивания винтового наконечника 7 в мерзлый грунт.Последний будет погружаться до техпор, пока динамометрическая рукоятка 9 некоснется подшипника 4 винтового упора 3,Продолжая вращать винтовой наконечник 7, который уже не имеет возможностизавинчиваться, происходит отрыв или срезпробки грунта. Усилие отрыва или срезапри этом покажет индикатор часового типа10 динамометричсской рукоятки 9,Предлагаемый способ и устройство дляего реализации позволяет качественно упростить процесс испытания, как за счет бесскважинного его применения, так и за счетпростоты его реализации, повысить точность измерения за счет сохранения структуры грунта, повысить эффективность испытаний за счет возможности определениядвух механических характеристик и попутного отбора проб мерзлого грунта. Формула изобретения 1, Способ испытания мерзлых грунтов, включающий погружение и вращение наконечника, измерение усилий вращений и определение прочностных характеристик грунта, отличающийся тем, что, с целью повышения эффсктпвности испытаний и точности измерений, в процессе погружения ограничивают его перемещение и, продолжая вращать производят отрыв или срез пробки грунта с последующим измерением усилий и определением прочностных характеристик.2, Устройство для реализации способа по п. 1, включающее опору, приводную штангу со сменным наконечником, имеющим винтовую лопасть и динамометрическую рукоятку, отличающееся тем, что, оно снабжено конце нтрично установленными соединенными резьбой внешним и внутренним трубчатыми упорами, причем внешний размещен на опоре, а через внутренний пропущена штанга. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Трофименков 10. Г., Воробков Л, Н. Полевые методы исследования строительных свойств грунтов, М., Строъиздат,1974, с. 62 - 69.2. Авторское свидетельство СССР373582, кл. Е 020 1/00, 1971.аказ 2408/7 Изд,557 Тираж 1033НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 Подписноеоткрытий