Устройство для статического зондирования слабых грунтов

Союз СоветскикСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕ иц АВТОРСКОМУ СВИЯЕТЕЛЬСТВУ 1) Дополнительное к авт, сеид-ву 2) Заявлено 14. 0 3. 80 (21) 289424 3/2/О Е 0 с присоединением заявки сударстеенный комитет 23) П риори СССРлам нзебретеннй Бтоллетейь тг 44ния описания 30,11.81 бликованон вте ытн публик 2) Авторы изобретен ЧЯЯ ТЕХНИКЕ.В,Ок БИБЛИО Кировский политехнический институт 7) Заявител Ь 4) ОЙСТВО ДЛЯ СТАТИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ СЛАБЫХ ГРУНТОВ Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам для исследования слабых по прочности грунтов, прежде всего торфяных залежей,а также заторфованных и водонасыщенных минеральных грунтов, и может быть5использовано в разведке торфяныхместорождений, в мелиорации, в инженерных изысканиях под различногорода строительства на слабых грунЩтах и др,Известны устройства и установкидля статического зондирования грун-.тов, содержащие зонд, штангу, механизмы погружения и записи измеряемыхпараметров, привод, станину, шасси 11 .Однако устройство из-эа их громоздкости и большого веса нельзя использовать для изучения торфяных месторождений. Вызвано это тем, что известные устройства предназначены дляизучения минеральных грунтов, прочность которых во много раэ превосходит прочность водонасыщенных торфяных зележей. Учитывая, что торфяные месторождения, как объекты исследований, отличаются значительной оводненностью, малой несущей способностью, эалесенностью и сложностью микрорельефа, то изучать естественные торфяные месторождения какими-либо машинными техническими средствами весьма затруднительно, Поэтому успех инженерных изысканий в такой сложной природной обстановке во многом зависит от портативности применяемого оборудования и трудоемкости операций по его использованию.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для зондирования грунта, вкла" чающее штангу с зондом, опорную раму с анкерами, механизм погружения, привод. Механизм погружения состоит из ходового винта., гаек подачи с захватами. Привод представляет собой систему секторных шестерен, обеспе" чивающих реверсирование ходового вин та, в результате чего гайки подачис захватами автоматически перехватывают штангу и тем самым непрерывнопогружают ее в грунт 21.К недостаткам устройства относятся малая скорость погружения и извлечения штанги, отсутствие механизма автоматической записи измеряемыхвеличин по глубине залежи, сложностьконструкции, ненадежность ее работыиз-за отсутствия устройства, предохраняющего механизм погружения и привод от поломки при внезапной оста-,новке движения штанги,Цель изобретения - упрощение конструкцииповышение производительности и качества зондирования.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для статическогозондирования слабых грунтов, включающем штангу с зондом, опорную раму с анкерами, связанный со штангой механизм погружения и привод, механизм погружения выполнен в виде ведущих дисковс роликами, ведомых дисков и натяжного приспособления, связанного с ведомыми дисками, а штанга выполненас поперечными пазами с одной стороны, причем штанга одной сторонойвзаимодействует с ведомыми дисками,а другой стороной, выполненной споперечными пазами, - с роликамиведущих дисков, установленными поокружности последних.На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид, нафиг. 2 - вид по стрелке А на.фиг. 1, на фиг. 3 - сечение Б-Б нафиг. 1, на фиг. 4 - сечение В-В нафиг, 3.Устройство содержит зонд 1,штангу 2, опорную раму 3 с анкерами,механизм погружения, состоящийиз ведущих 4 и ведомых 5 дисков,натяжного устройства 6 фиг.1, привод, включающий зубчатые шестерни 7,редуктор 8 и электродвигатель 9(фиг.2). В желобах ведущих дисковпо их средней окружности размещенына осях 10 вращающиеся ролики 11фиг. 3 и 4).Устройство работает следующимобразом.Штанга 2 с зондом 1 непрерывнопогружается в грунт вследствие еефрикционного зацепления с вращающимися ведущими 4 и ведомыми 5 дисками,При этом рблики 11 входят в соответствуоцие пазы в штанге 2фиг. 4),426в результате чего обеспечивается равномерность погружения штанги в грунт, так как исключается возможность проскальзывания ведущих дисков относительно штанги даже в случае резкого изменения усилий зондирования. Такое решение механизма погружения обеспечивает его работоспособность без проскальзывания при нагрузкахна штангу до 400-500 кг. Усилиепогружения может регулироваться подпружиненным натяжным устройством 6,позволяющим в большей или меньшей степени прижимать ведомыми дисками5 штангу 2 к ведущим дискам 4. При попадании зонда 1, например, на камень, штанга 2 резко останавливается в своем движении, при этом возрастает усилие на ведущих дисках 4, которое отожмет подпружиненное натяжное устройство 6, и следовательно, произойдет пробуксовывание ведущих дисков 4 относительно неподвижной штанги 2. Таким образом, механизм погружения предохраняется от поломки при остановках штанги. Вращение ведущихдисков 4 осуществляется электродвигателем 9 через малогабаритйый семи- ступенчатый редуктор 8 и зубчатые шестерни 7, жестко связанные с дисками 4. Используется электродвигатель 9 с параллельным возбуждением (напри" мер Д-П), у которого жесткая скоростная характеристика и прямая пропорциональная зависимость между нагрузками на валу двигателя и током в цепи якоря, Это дает возможность использовать такой электродвигатель 9 не только в качестве силового элемента, но и в качестве элемента, измеряющего сопротивление грунта зондированию. С этой целью цепь якоря двигателя шунтируется и, параллельно шунту подключается самопишущая аппаратура ( не показана), Таким образом, при измерении усилия на погружение штанги 2 с зондом 1 изменяется ток в цепи якоря электродвигателя, величину которого в виде диаграммы записывает самопищущая аппаратура при непрерывном погружении штанги в грунт. Ревер" сирование электоодвигателя 9 при извлечении штанги 9 из грунта осуществляется переменой направления тока в его обмотках возбуждения. Питание электродвигателя 9 и самопишущей аппаратуры производится от аккумулятора напряжением 12 В.Использование предлагаемого устройства для изучения слабых по прочности грунтов позволяет в 4-5 раза повысить производительность. работ по сравнению с известным устройст- , у вом. При этом существенно возраста" ет качество и достоверность получаемых материалов, поскольку осуществляется непрерывная запись сопротивлений грунта зондированию по глу- о бине изучаемого массива. Устройство просто по конструкции, надежно в ра- . боте, так как погружающий механизм при возникновении перегрузок на штанге имеет возможность пробуксо В вывать относительно штанги. УстОройство позволяет создать портативное полевое оборудование ( весом не более 20 кг), применение которого наиболее перспективно на самых оводнен ных и следовательно, недоступных для техники торфяных месторождениях. В этом случае повышается технический уровень инженерйых изысканий с одновременным существенным снижением 2 З стоимости и сроков их выполнения.формула изобретенияУстройство для статического зондирования слабых грунтов, включающее штангу с зондом, опорную раму с анкерами, связанный со штангой механизм погружения и привод, о т л и ч аю щ е е с,я тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения производительности и качества зондирования, механизм погружения выполнен в виде ведущих дисков с роликами, ведомых дисков и натяжного приспособления, связанного с ведомыми дисками, а штанга выполнена с поперечными пазами с одной стороны, причем штанга одной стороной взаимодействует с ведомыми дисками, а другой стороной, выполненной с поперечными пазами," с роликами ведущих дисков, установленными по окружности последних.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Трофименков 10,Г. и др. Полевые методы исследования строительных свойств грунтов. И., Стройиздат, 1974, с 103-114.2. Авторское свидетельство ССОРй 631587, кл. Е 02 З 1/00, 1978,885126 дидЯ В-В 4 Ьг 5 оставитель В.Латушкиехред И, Рейвес Редактор Е.Пап орректор И Коста Подписно 13 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная Заказ 10176/12 ВНИИПИ Го по деираж 696рственного кизобретенийа,Ж, Раущ митета СССР открытийкая йаб., д