Установка для испытания грунтов давлением в скважинах

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик, свид(51) И, Кл6 01 К 3/10 Е 02 1) 1/02 2) Заявлено 21,01.74 (21) 1990783/3присоединением заявки-Государственный комитет Совета Мнннотров СССР по делам изобретений и открытий(45) Дата опубликован УДК 624. 131.375(088, 8) 6,Бюллетень 4 описания 03.03. 7 72) Авторы изобретени Г, Елпанов и В. В, Лушников альский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С, М. Кирова(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТОВ ДАВЛЕНИЕМ В СКВАЖИНАХ механиемых данны надежность по твах грунтов.ретения - повышение точноступрошение конструкции устан ческих своисЦель изобизмерения ики,Поставпе остигается тем, чтобилизатором давления,ужины и расположеннная цепь абжена с установка снвыполненнымными междуштампом.На фиг.ка, общий вразрезе,в виде пдомкратом и цилиндрическ ных уз- Б - виниз двух осн го штампа,ои ес ановка со лов: А - цилиндричтового домкрата.Цилиндрическийвижные секторыРаздвижные сегмекорпуса 4 и охвач(выполненной, наприные секторы 1 у штамп А содержит разд с фиксаторами 2 и 3, нты располагаются вокру ены эластичной рубашкой 5 мер, из резины) . Раздвиждерживаются в проектном ельно корпуса 4 фиксатогами 6, 7 и 8 через шар и 13 раздвижные секложении относитми 2 и 3. Рычары 9, 10, 11,Изобретение относится к установкам дпяопределения механических свойств грунтовв скважинах и используется в области инженерно-строительных изысканий.Известно устройство для испытания грунтов в скважинах, включаюшее цилиндрическийштамп с раздвижными секторами, гидравлический домкрат и измерительные приспособления 11.Недостатком устройства является то, что 10оно имеет большой вес, а клиновый механизмне обеспечивает параллельное перемешениесекторов.Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для 1 аисследования деформационных и прочностныхгрунтов, включаюшее телескопическую несушую колонку со штампом, закрепленным нанижнем конце ее внутренней трубы, упорныеплиты, смонтированные на шарнирных рычагах, распорный домкрат, силовое и измерительное приспособление 2,Недостатком устройства является то,что оно имеет сложную конструкцию, небольшую плошадь загружения грунта, что снижа 1 показана предложенная установид; на фиг. 2 и 3 - то же, вторы 1 соединены с упорными фланцами 14,15, 16, Рубашка 5 на концах закрепленагайками 17 и 18, К фпанцу 14 прикрепленажесткая труба 19, на которой с помощьювинта 20 закреплен диск-фиксатор глубины 21.5Винтовой домкрат Б имеет шток 22 имуфту 23 с внутренней резьбой и с рычагами 24, Шток 22 соединен шарниром 25с фланцем 16 и имеет в верхней частивинтовую упорную резьбу 26, На штоке 22 жест-щко закреплен фпанец 15,Домкрат снабжен динамометром 27 с шайбами 28 и 29 и стабипизатором давления30, выполненным в виде пружины, К шайбе29 на кронштейне 31 крепится прогибомер32 ( устройство для измерения линейных перемещений), соединенный с кронштейном 33гибкой нитью 34, На гибкой нити 34 закреп,пена гиря 35. К шайбе 28 жестко прикреплен рычаг 36. 20Установка работает спедуюшим образом.Цилиндрический штамп Б опускается в заранее пробуренную скважину и на заданнойглубине фиксируется диском фиксатором глубины 2 1 с помощью винта 20. На кронштей- уне 31 устанавливается прогибомер 32, гибкая нить 34 соединяется с кронштейном 33и на ней закрепляется гиря 35,Вращением муфты 23, с помощью рычагов 24, шток 22 перемешается вверх отнс 30сительно трубы 19, при этом одновременноперемешаются шарнирно соединенный со штоком фланец 16 и жестко закрепленный наштоке фпанец 15, и, следовательно, расстояние между фланцем 14, жестко закрепленном на трубе 19, и фланцами 15 и 16 сокращается, обуславпивая поворот рычагов 6,7, 8, на шарнирах 9, 10, 11, 12, 13, заставляя раздвижные сегменты 1 раздвигаться, перемешаясь в радиальном направлении, 40Муфта 23 вращается до полного прилегания к стенкам скважины эластичной рубашки5, охватывающей раздвижные сегменты 1,Шайба 28, удерживаемая рычагом 36 в одном положении, предотвращает передачу крутяшего момента от муфты 23 на динамометр27 и пружину ЗО.Ослаблением винта 20 диск-фиксатор 21глубины открепляется от трубы 1 9, давая во:-можность свободного перемещения трубы 19 Эвдоль оси скважины. При этом вся установкадержится в заданном положении за счеттрения между грунтом стенок скважины иэластичной рубашкой 5.Далее вращением муфты 23 через шток 225систему рычагов 6, 7, 8 и раздвижные секторы 1, охваченные эластичной рубашкой 5,на стенки скважины передается давление заданными ступенями, величина которых контролируется по динамометру 27,60 4При этом растягиваюшие (составляющая)усилия от муфты 23, передаются черезшток 22 на фланцы 16 и 15, а сжимающие(составляющая) через шайбы 28 и 29, динамометр 27, пружину 30 и трубу 1 9 на фланец14, Под действием сжимающего усилия пружина ЗО сжимаетсянакапливая потенциальную энергию,Каждая ступень давления выдерживаетсядо стабилизации радиальных деформаций стенокскважины, которые регистрируются через изменение расстояния междуфланцами 15, 16, и14 по прогибомеру 32.Радиальные деформации стенок скважины,обусловленные сжатием грунта, прилегающего к цилиндрическому штампу, не вызываютпадения давления в установке, т, к. сжатаяпружина-стабилизатор давления 30 черезшток 22, жесткую трубу 19 и рычаги 6,7,8постоянно давит на раздвижные секторы 1,перемещая их соответственно деформациигрунта, на что расходует часть накопленнойв ней (пружине) при сжатии потенциальнойэнергии, обеспечивая тем самым стабильность давления на стенки скважины,Система, передающая давление от домкрата Б на раздвижные секторы 1 и включающая шток 22, трубу 1 9, фланцы 1 4, 1 5,16 и рычаги 6, 7, 8 обеспечивает параллельное перемещение (под действием домкрата) раздвижных секторов 1, что исключаетконусообразность цилиндрического штампа иобеспечивает постоянное по длине секторовдавление на стенки скважины. Это обусловлено тем, что рычаги 6, 7, 8 имеют равную длину и закреплены через шарниры нафланцах 14, 15, 16 таким образом, чторычаги 7 и 8 параллельны между собой,а рычаг 6 образует с рычагом 7 равносторонний треугольник, основанием которогоявляется линия, соединяющая точки закрепления (шарниры 9 и 11) рычагов 6 и 7на фланцах 14 и 15,Давление на стенку скважины передается возрастающими ступенями по заданнойпрограмме, По результатам опыта строятдиаграмму "давление-деформация", по которой вычисляют механические характеристики грунта,Установка нуждается в тарировке, в результате которой получают график зависимости показаний динамометра 27 от давления, передаваемого раздвижными секторами 1на стенку скважины, и график зависимости показаний прогибомера 32 от радиального перемещения раздвижных секторов 1. Формула изобретения Установка для испытания грунтов давлением в скважинах, включающая цилиндрический штамп с раздвижными секторами и рычажной системой, домкрат и систему измерения деформаций, о т л и ч а ю ш а яс я тем, что, с целью повышения точностиизмерения и упрощения конструкции установ- бки, она снабжена стабилизатором давления, выполненным в виде пружины и расположенным между домкратом и цилиндрическим штампом,6Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР Мо 64349 кл. 6 01 в 13/02, 1948 г. 2. Авторское свидетельство СССРМо 394693, кл. 6 01 п 3/10, 1971.534670 иг. 2 аг. о Р иг.7Составитель В. Латушкин едактор И. Квачадзе ТехредМ, Левицкая К тор В, Зорин ПодписноеСовета Министров СССР 25 Тираж 1029 ПИ Государственного комитепо делам изобретен 3035, Москва, Ж, Рауш 554 ЦНИ й и открытий ая наб д. 4 илиад ППП" Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,