Способ определения прочностных характеристик грунта и устройство для его осуществления

.46 политехнический инт в, В. Г. Пигулевск 8.8)детельство СССО /ОО, 197.тельство СССРх 33/24, 1978 линенну концент трубчато ния 8 и на резьб с возмо торцом стоек груз 1 верстиЧе кои вра вом уча трубчат ный ди и онори СУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИД(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧ НОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУГ 1 ЕСТВг)ЕНИЯ(57) И обретение относитя к исследованиях: физико-механических нойств грунтов при инженерных изысканиях в гроитель( з ве Целью изобретения является повы 1 цение информативности и точности испыганцй Спооб вк.1 ючаег погружение путем цницчивания в грхцювый массив вицтолопатцоИзобретение относится я к устроиствам лля определения физико-мсхацичеких свойств грунтов при инженерных изыканиях в строительствеЦель изобретения повышение информативноти и точностиспьпаний.На фиг 1 изображено устройсгво. общий вид; на фиг. 2 - вил кольцевого пригруза снизу; на фиг. 3 - фрагмент номограммы лля определения показагелей прочносги грунта по известным значениям усилий отрыва со срезом грунтовь.х пробокУстройство лля определения прочностных характеристик грунтов содержит винтолопастной конусный наконечник 1, соединенный со штангой 2, снабженной рукояткой вращения 3, кольцевую опору 4, жестко сое,ЯО 1528862 го наконечника, отрыв со срезом от поверхности массива грунтовой пробки раздельно при нагруженной и ненагруженной нормальным давлением поверхности грунтового массива с одновременным измерением усилия среза. По полученным результатам вычисляют угол внутреннего трения грунта и удельное сцепление грунта, по которым судят о его прочностных характеристиках. Способ осуществляют с помощью устройства, которое содержит опору, взаимодействующую посредством стоек с втулкой, кольцевой пригрхз, взаимодействующий посредством стоек с грубчатым элементом, подвижно установленным во втулке опоры с возможностью фиксации от осевого перемещения. Внутри трубчатого элемента концентрично установлена штанга с винтолопастным наконечни. ком, прижимной гайкой и рукояткой вращения. Измерительное приспособление в виде динамометра сжатия размещено между верхним торцом трубчатого элемента и опор ным подшипником прижимной гайки штанги. 2 с. и 1 3. п. ф-лы, 3 ил. ю посредством стоек 5 со втулкой 6, рично и подвижно установленной нам элементе 7 с рукояткой вращеприжимной гайкой 9, вращающейся овом участке трубчатого элемента 7 жностью взаимодействия с верхним втулки 6.рубчатым элементом 7 посредством О жестко соединен кольевой прис калиброванным центральным отжду прижимной гайкой 12 с рукоятгцения 13, установленной ца резьбостке штанги 2, и верхним торцом ого элемента 7 установлен пружинамометр 14 с пружиной сжатия 15 ым шарикополшипником 16, а такжедеформометр 17 в виде индикатора часового типа, ползун 18 которого снабжен пластинчатым тормозком 19 и взаимодействует с упором 20 динамометра. Деформолгетр установлен на кронштейне 21 трубчатого элемента 7. Нижняя рабочая плоскость пригрлза 11 снабжена дугообразными зачистными ножами 22.Способ реализуется с помощью устройства, изображенного на фиг. 1, следующим образом.На подготовленную поверхность грунтового массива вертикально устанавливают устройство с приподнятым с помощью при. жимной гайки 9 кольцевым ггригрузом 11. При вывинченной гайке 12 рукояткой 3 вращают штангу 2 с винтолопастным наконечником 1, ввинчивая его в предварительно пробуренную скважину диаметром, равным диаметру ствола наконечника, на глубину, равную его высоте. После этого навинцнвают с помощью рукоятки вращения 13 прижимную гайку 12 до упора в шарикопод. шипник 16 и, продолжая ее дальнейшее вращение, осуществляют осевое перемещение винтолопастного наконечника 1 ввер с после дуюгцим отрывом со срезом от поверхности массива грунтовой пробки 11 ри этом усилие отрыва передается через опорный царикоподшипник 16 на пружинный динамо- метр 14, пружину сжатия 15, трубц гый элемент 7, прижимную гайкл 9, втулку 6 и через стойки 5 на кольцевую опору 4, находящуюся вне зоны отрыва грунтовой пробки и не влияющую на напряженно-деформированное состояние грунта в зоне отрыва Деформация пружины сжатия 15 динамо. метра в момент отрыва грунтовой пробки регистрируется деформометром 17 и фиксируется с помощью пластинцатого тормозка 19, взаимодействующего с ползуном 18 деформометраС учетом тарировочной зависимости по показанию деформометра определяют усилие отрыва грунтовой пробки от поверхности, ненагруженной нормальным давлением - РэОчищают наконечник 1 от грунта и приводят элементы устройства в исходное положение. Устанавливают устройство рядом на новой точке грунтового массива и с помощью прижимной гайки 9 опускангт кольцевой упор 9 на поверхность грунта между наконечником 1 и кольцевой опорой 4 Лействиямя, аналогицными вышел казанным, ввинцивают наконечник 1 на заданную глубину. Вращением рукоятки 8 с помощью зачистных ножей 22 выравнивают поверхность грунта под кольцевым пригрузом 11 С помогггью рукоятки вращения 13 навинчивают прижимную гайку 12 до х пора в шарикоподшипник 16 и, продолжая ее дальнейшее вращение, осуществляют осевое перемешение винтолопастного наконечника 1 вверх с последующим отрывом со срезом грунтовой пробки через калиброванное отверстие в кольцевом пригрузе 11, который, 5 воспринимая реактивное усилие отрыва, обес;печивает иное напряженно. деформированное состоянис грунтового массива в зоне отрыва. Деформация пружины сжатия 15 динамометра в момент ггрыва грхнтовой пробки 1 Орегистрируется деформометром7 и фиксируется с помощьк) пластинчатого тормозка 19, взаимодействуюгцего с ползуном 18 деформометра.С учетом тарировочной зависимости попоказанию деформометра определяют усилие 15 отрыва грунтовой пробки от поверхности,нагруженной нормальным давлением Рэ .По предварительно построенной номограмме (фиг. 3), с учетолг числовых коэффициентов, зависящих от геометрии винтолопастного наконечника, определяют значения угла внутреннего трснияи удельного сцепления С, либо вычисляк)т указанные параметры по системе уравнения:Р =А,С+В Сг 111 О-Р,=А,С+ В,Сгдг1 О-25 где Р и 1. - усилия отрыва со срезом грунтовой пробки при ненагруженной и нагруженной нормаль.ным давлением поверхности, Н;А Аг, числовые коэффициенты, зави- Б В сящие от геометрии винтолопастного наконечника, см",- угол внутреннего трения грунград;С - удельное сцепление грунта,М 11 аФорму,га изобретения1. Способ определения прочностных ха.рактеристик грунта, включаюгций погружение в грунтовый массив путем ввинчивания 40 винтолопастного наконечника на глубину,равную его высоте, отрыв со срезом от поверхности массива грунтовой пробки с одновременным измерением усилия среза, опре.деление прочностных характеристик грунта по полученным результатам, отличаюигийся 45 тем, что, с целью повышения информативности и точности испытаний, отрыв со срезом грунтовой пробки от поверхности массива производяг путем осевого перемещения винтолопастного наконечника раздельно при 50нагруженной и ненагруженной нормальным давлением поверхности массива, вычисляют угол внутреннего трения и удельное сцепление грунта по системе уравненийР,=А С+ В,С 1 ДО-Рг=- (АгС+ В.С 1 дг ) 1 Кгде Р и Рг усилия отрыва со срезом грун-.товой пробки при ненагруженной и нагруженной нормальным давлением поверхности, Н;Аь Аг - числовые коэффициенты, заВ Вг висящие от геометрии винтолопастного наконечника, см,ч - угол внутреннего трения грунта, град,;С - удельное сцепление грунта,МПа,по которым определяют прочностные характеристики грунта. 2. Устройство для определения прочностных характеристик грунта, включающее опору с втулкой, трубчатый элемент с прижимной гайкой и опорным подшипником, концентрично установленный в опоре, штангу с винтолопастным наконечником и рукояткой вращения, пропущенную внутри трубчатого элемента, и измерительное приспособление, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности и точности испытаний, устройство снабжено кольцевым пригрузом, трубчатый элемент - рукояткой вращения, штанга - прижимной гайкой с рукояткой вращения, а измерительное приспособление выполнено в виде динамометра сжатия со сквозным центральным отверстием под штангу и размещено между верхним торцом трубчатого элемента и опорным подшипником, а кольцевой пригруз жестко связан с трубчатым элементом, подвижно установленным во втулке опоры с возможностью фиксации от перемещения с помощью прижимной гайки.3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что кольцевой пригруз со стороны рабочей плоскости снабжен зачистными ножами.)70 550 то гв 60 г 00 Фиг о изоб нат р рет си Ра шск.оста витсль 11.Тскрсд 1, Берсч1 ирак З 89 ного комитетаМосква Ж артельский комб ти и 1 в1,орректПодписи им и открыти ан наб, л.