Устройство для исследования свойств грунта

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик1939637(22) Заявлено 050179 (21) 2719432/29-33 51 М Кп з с.присоедине. ием заявки Й 9 Е 02 3 1/ОО Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий, л Украинский институт инженеров водного х зяйства.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ГРУНТАИзобретение относится к инженерйойгеологии и может быть использованодля моделирования условий естественного залегания грунта.Известно устройство для исследования свойств грунта, включающеештамп, соединенный с нагрузочным приспособлением11.Недостаток данного устройства заключается в невозможности моделировать условия залегания грунта на различных глубинах,Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для исследованиясвойств грунта, включающее корпус,камеру для грунта, нагрузочное приспособление, соединенное со штампом,механизм для уплотнения грунта и измерительное приспособление2,Недостаток и звест ного ус тройст вазаключается в том, что оно не используется для исследования влияния гравитационных полей на прачность грунтовЦель изобретения - расширение области применения.Поставленная цель достигается тем,что устройство для .исследования,свойств грунта, включающее корпус,камеру для грунта, нагрузочное приспособление, соединенное со штампом, механизм для уплотнения грунта и измерительное приспособление, снабжено дополнительной кольцевой камерой для грунта, механизм для уплотнения грунта выполнен в виде центробежной установки, нагрузочное приспособление в виде электромагнитной катушки с якорем и ударником, а измерительное приспособление - в виде трех цилиндрических металлических обкладок, образующих емкостные электрические элементы, причем две обкладки установлены по стенкам камер для грунта, а третья- на ударнике.На фиг.1 показано предлагаемоеустройство, общий вид; на фиг.2 принципиальная электрическая схема измерительного приспособления пенетрометра; на фиг.З - схема включения н отключения электромагнита постоянного тока.Устройство. состоит из корпуса 1со стаканом 2, выполненным из диэ .лектрика, внутри которого расположеныобкладки 3 и 4 цилиндрического емкостного элемента, образующие конденсатор с электрической емкостью СА.В свою очередь обкладка 4 совместно ЗО с обкладкой 5, запрессованной на бо 939637новой поверхности ударника 6, образует конденсатор с электрической емкостью СВ. Ударник б через якорь 7 удерживается в исходном состоянии электромагнитом постоянного тока 8. Нижняя часть ударника б представляет собой штамп 9. Обкладка 3 с натягом надевается на стакан 10, обкладка 4 прессуется в цилиндр 11, который вместе со стаканом 10 представляет собой опору для крышки 12, прижатой 1 О крышкой 13. Внутренняя камера представляет собой стакан 14, закрывающийся крышкой 15. Исследуемый грунт 16 находится одновременно во внутренней цилиндрической и наружной кольцевой камерах, Обкладки 4 и 5 разделены слюдяным изолятором 17. Обкладки 3 и 4 имеют выход на измерительный мост переменного тока Рчерез винты 18 и 19. Обкладки 4 и 5 имеют выход на второй измерительный мост через винты 20 и 19.Каркас катушки электромагнита постоянного тока 8 прикреплен к днищу крышки 21. Фланец 22 крепится к крышке 23, на которую навинчивается крышка 24, предохраняющая выводы обкладок, а также клеммы 25 подвода питания к катушке электромагнита.Устройство работает следующим образом.30При включении центробежной уста новки (не показана) корпус 1 начинает вращаться, а грунт, помещенный во внутреннюю камеру 14 и наружную кольцевую камеру, под воздействием цент- З робежных сил начинает уплотняться, причем величина плотности грунта определяется по измерению величины СА - электрической емкости конденсатора по формуле 401 Фю 0,244(бо Я 1)(0144 (6 о-Ц )В-СдЯ - +0141 бс 7 с Ф -э 1 )45где и 1 - масса исследуемого материала;о - диэлектрическая проницаемость воздуха;диэлектрическая проницаемость 50 .исследуемого материала, соответствующая достигнутой плотности грунтадлина грунтовой камеры;.. 3 - внешний диаметр внутренней1обкладки конденсатора;2 - внутренний диаметр внешней обкладки конденсатора,После уплотнения грунтаэлектромагнит 8 обеспечивается и ударник б под действием центробежных сил обеспечивает внедрение штампа 9 в исследуемый грунтПри этом прочностьгрунта определяетсЯ глубиной внедрения штампа 9 в исследуемый грунт, аследовательно, измеренной величинойэлектрической емкости конденсатораСВ . Шкалы измерительных мостов конденсаторов Сд и СВ проградуированысоответственно в единицах плотностии прочности. После загрузки исследуемого грунта в устройство запитывается катушка электромагнита 8 включением ключа К, в результате чегоударник б находится в притянутом положении, а штамп 9 - на уровне исследуемого грунта 16. Нажатием кнопкиПуск (фиг.2) запитывается катушка реле Р, которое, замкнув своиконтакты, подключает к измерительныммостам Робкладки емкостного измерительного элемента. Исходные показания мостов Рпринимаются занулевые. После включения центробежной установки по показаниям моста,подключенного к конденсатору СА,обеспечивают достижение необходимой плот-.ности исследуемого грунта, размыкаютключ К (фиг.3 схемы питания электромагнита 8 и штамп ударника проникает в исследуемый грунт. С помощьюмоста, подключенного к конденсаторуСВ, измеряют прочность исследуемогогрунта в зависимости от различных величин гравитационных полей,Формула изобретенияУстройство для исследованиясвойств грунта, включающее корпускамеру для грунта, нагрузочное приспособление, соединенное со штампом,механизм для уплотнения грунта и измерительное приспособление, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения области применения, оноснабжено дополнительной кольцевой камерой для грунта, механизм для уплотнения грунта выполнен в виде центробежной установки, нагруэочное приспособление - в виде электромагнитнойкатушки с якорем и ударником, а измерительное приспособление - в видетрех цилиндрических металлических обкладок, образующих емкостные электрические элементы, причем две обкладкиустановлены по стенкам камер длягрунта, а третья - на ударнике.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Черкасов И.И. и др. Грунт Луны.М., 1 Наука, 1975, с33-36, 49-50.2. Авторское свидетельство СССРР 633977, кл. Е 02 О 1/00, 1977.939637 гч илиал ППП "Патент".