Устройство для определения деформативных характеристик грунтов в скважине

(71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров железнодорожного транспортаим. М.И. Калинина(56) 1. Заявка Японии Ф 52-49248,кл. Е 02 Р 1/02, 1977,2. Авторское свидетельство СССРМф 981506, кл. Е 0 2 0 1/00,С 01 И 3/10, 1981 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯДЕФОРМАТИВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВВ СКВАЖИНЕ, включающее прессиометрический зонд с гибкой оболочкой,за.801 94898 А полненный жидкостью, трубопровод,верхний и нижний сильфоны с жесткосоединенными днищами, нижний из которых посредством трубопровода соединен с зондом, вибратор, гидравлический дроссель с вентилем, источниксжатого воздуха, соединенный воздушной магистралью с измерителями давления и объема жидкости, и измерители периодического расхода жидкости,отличающееся тем, что,с целью повышения точности измерений, днища сильфонов выполнены сплошными, измеритель объема жидкостиподключен к трубопроводу непосредственно через гидравлический дроссель,а открытый конец верхнего сильфонасоединен с воздушной магистралью,кости, и измерители периодическогорасхода жидкости, днища сильфоноввыполнены сплошными, измеритель объема жидкости подключен к трубопроводунепосредственно через гидравлическийдроссель, а открытый конец верхнего сильфона соединен с воздушной магистралью.На чертеже представлено устройство, общий вид.Устройство для определения деформативных характеристик грунтов в скважине включает опущенный в скважину 1 зонд 2 с гибкой оболочкой 3, заполненный жидкостью 4, который посредством жесткого трубопровода 5 соединен с нижним сильфоном 6, а также через гидравлический дроссель 7 с вентилем 8 - с нижней частью водомерногососуда 9 со шкалой 10 для измеренияобъема жидкости. Последний в нижнейчасти через вентиль 11 соединен снакопительным сосудом 12, а в верхней части - шлангом 13 с сосудом 12и верхним сильфоном 14. Днища верхнего 14 и нижнего 6 сильфонов соединены жесткой связью 15, которая приводится в периодическое возвратно- поступательное движение вибратором 16.Сосуды 9 и 12 шлангами 13 соединены с воздушной магистралью 17, подключенной к источнику 18 сжатого воздуха через впускной 19 и выпускной 20 вентили.,Для измерения воздушного давления служит манометр 21. Вентиль 22 используется для сброса избытка жидкости из трубопровода 5, Давление жидкости измеряется датчиками 23 и 24, а периодический расход жидкости - датчиками 25 и 26. Сосуды 9 и 12 закреплены на плите 27,устанавливаемой над устьем скважины 1.;Устройство работаеФ следующим образом.В исходном состоянии жидкость 4 заполняет систему при этом вентили 19 и 22 закрыты, вентили 11, 20 и 8 открыты. Давление в магистрали 17 и шлангах 13 равно атмосферному, а 50 внутри зонда 2 - больше атмосферногона величину давления столба жидкости высотой от зонда 2 до сосуда 9.После закрытия вентилей 11 и 20 система готова к проведению статических испытаний.Работа прессиометра при статичес"ких испытаниях заключается в следующем. Открывая вентиль 19, повышают давление воздуха в системе до требу"1094898Изобретение относится к областиинженерно-строительных изысканий, вчастности к устройствам для определения статических и динамическиххарактеристик грунтов, необходимыхпри проектировании и расчете фундаментов под машины с динамическиминагрузками.Известно устройство для динамических испытаний грунта на месте прове Одения строительных работ, содержащеецилиндрический штамп (зонд) с резиновой оболочкой, к верхней части которого прикреплены гидроцилиндр сплуижером, входящим внутрь штампа. 15Полость штампа заполнена жидкостьюГ 11,Недостатком устройства являетсясложность и трудоемкость изготовления с высокой точностью деталей гидроцилиндра с плунжером, 20Наиболее близким техническим решением к изобретению является устрой.ство для определения деформативныххарактеристик грунтов в скважине,включающее прессиометрический зонд 25с гибкой оболочкой, заполненный жидкостью,. трубопровод, верхний и нйжний сильфоны с жестко соединеннымиднищами, нижний из которых посредст.вом трубопровода соединен с зондом, ЗОвибратор, гидравлический дроссель свентилем, источник сжатого воздуха,соединенный воздушной магистралью сизмерителями давления и объема жидкости, и измерители периодическогорасхода жидкости 23.Недостатком устройства являетсято, что при его использовании уровеньжидкости в измерительном сосуде колеблется с частотой работы .гидропульсатора, что снижает точность измере-ниФ объема жидкости и, как следствие,повышается ошибка определения деформативных характеристик грунта.Цель изобретения - повваение точности измерений.Цель достигается тем, что в устройстве для определения деформативных характеристик грунтов в скважине,включающем прессиометрический зонд сгибкой оболочкой, заполненный жидкостью, трубопровод, верхний и нижнийсильфоны с жестко соединенными днищами, нижний из которьк посредствомтрубопровода соединен с зондом, вибратор, гидравлический дроссель свентилем, источник сжатого воздуха,соединеннвй воздушной магистралью сизмерителями давления и объема жид1094898 3емой величины, контролируемой по манометру 21. Жидкость 4 перетекает из сосуда 9 через дроссель 7 и вентиль 8 в трубопровод 5 и зонд 2. Под давлением оболочки 3 скважина 1 расширя 5 ется. Опускание уровня жидкости контролируется по шкале 1 О. При необходимости количество жидкости в сосуде 9 можно пополнить за счет сосуда 12, закрыв на требуемое время вентиль 8 и 1 п открыв вентиль 11. После стабилизации уровня жидкости,в сосуде 9 по шкале 10 измеряют количество дополнительно вышедшей в зонд жидкости, а по манометру 21 измеряют давление. Эти данные служат для расчета статической деформативности грунта.Работа по определению динамической деформативности грунта протекает следующим образом. Включают вибратор 16, сообщающий знакопеременное вертикальное усилие элементу 15 связи, и через него - днищу сильфона 6. В жидкости внутри сильфона 6 кроме статического давления появляется и динами ческое, частота и амплитуда которого определяются режимом работы вибратора. Под действиемколебаний давления жидкости, передающихся по трубопроводу ,5 внутрь зонда 2, оболочка 3 начинает периодически расширять скважину ана величину, зависящую от динамической деформативности грунта. При этом некоторый объем жидкости периодически подается внутрь зонда, а затем откачивается из него. Датчики 23-26 служат для измерения амплитуды,частоты и фазы периодического давления и периодического расхода жидкости. Эти данные используются для расчета динамической деформативности и демпфирования грунта. Изменяя рабочую частоту вибратора, можно проводить испытания грунта на различных частотах.Установка гидравлического дросселя 7 между трубопроводом 5 и сосудом 9 предотвращает периодическое колебание уровня жидкости в последнем, благодаря чему повышается точность измерения объема. воды, вошедшей в зонд 2. Включение верхнего сильфона 14 в воздушную магистраль 17 обеспе-чивает компенсацию статического давления, действующего на нижний сильфон 6, благодаря чему связь 15 не передает на вибратор статических усилий.Применение предлагаемого устройства позволит повысить точно"ть определения статических и динамических деформативчых характеристик грунта.1094898 Л 21 Составитель Г. Мартыноваактор Н. Пушненкова Техред В.Далекорей Коррект шнико писно Ужгород, ул. П ая филиал ППП "Пат Заказ 3550/16 ВНИИПИ и 11303