Устройство для определения механических свойств грунта

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик щ 966146(1 М. Кл. с присоединением заявки Йо Е 02 0 1/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявител сударственный институт по проектированию оснований и фундаментов "фундаментпроект"(51) УСТРОЙСТ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕОЙСТВ ГРУНТА и без зазора по середине конструкция и ненадежна го, она ие о точности из о увлажненны расположения тов.ми размещены шарик центру и с зазоромОднако подобная на в изготовлении луатации. Кроме то чивает достаточной при работе в сильн тах из-за нижнего мерительных элемен(2). сложэксп еспееренигрун изя определени грунта, сод ечником и по тельные и из Наконечник и наружными пр змещенными в вительные эл круглых плас Изобретение относится к строительству, к технике для определения .сопротивления грунта под острием и на боковой поверхности эталонной 5 сваи и может быть использовано при инженерно-геологических изысканиях.Известно устройство по определению сопротивления грунта вдавливанию наконечника, содержащее наконечник, измерительные элементы и соосно расположенные штанги, внутренняя из которых выполнена составной по высоте, одна часть ее соединена с измерительным элементом опертым на наружную штангу, а другая - с измерительным элементом, опертым на наконечник 1 3Недостатком указанного устройства является его низкая чувствительность,Наиболее .близким техническим реше" нием к предлагаемому является устройство дл я механическихсвойств ержащее корпус, с након лым хвостовиком,чувстви мерительные элементы, хвостовик выпол иены с одольными канавкамис ра них шариками, а чувст ементы - в виденабора тин, между которыЦелью изобретения является упрощение конструкции устройства и повыаение йадежности его работы.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения механических свойств грунта, содержа-щем корпус с полым хвостовиком и наконечником, чувствительные и измерительные элементы, корпус снабжен размещенными внутри него стаканом, пружиной и шпилькой, пропущенной через полость хвостовика, который выполнен в своей нижней части с уширением, а в верхней части - с упором, причем уширение хвостовика установлено в стакане посредством шариков с возможностью осевого перемещения, пружина размещена на хвостовике между упором и корпусом, один конейшпильки закреплен в отверстии длястакана, а другой конец ее имеет резьбу и гайку.На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 устройство,в рабочем положении. 5Устройство состоит из трубы 1, к которой с помощью резьбы присоединен корпус 2, Внутри корпуса 2 размещен стакан 3 с коническим наконечником. Кромка стакана 3 выполнена 10 с уклоном во внутрь и на ней размецены шарики 4. Шарики" 4 расположены вокруг полого хвостовика 5, изготовленного с расширением в нижней части, причем хвостовик .снабжен пружиной 6 15 и упором 7 и смонтирован на шпильке 8,. один конец которой жестко закреплен в глухом отверстии в дне стакана, а другой имеет резьбу и гайку 920 Труба 1 имеет неподвижно связанную с ней головку 10, на которойс помощью резьбы укреплен наголовник 11. На наголовнике.11 расположена плита 12, с которой жестко связанчервяк 13 с гайкой. 14. Под гайкой 14находится чувствительный элемент 15с измерительными элементами (тензорезисторами ). Чувствительный элемент 15смонтирован в верхней части съемногоштока 16, который установлен на хвос"товике. 5.Устройство работает следуюцим образом.Ударами по наголовнику устройствопогружают в грунт. При этом шарики 4взаимодействуют с корпусом 2, наклонной кромкой стакана 3 и хвостовиком 5.После погружения устройства в грунтна заданную глубину в трубу 1 через 40наголовник 10 опускают шток 16. Подвесом штока 16 хвостовик 5 опускаЪтся на дно стакана 3, сжимая пружину 6.При этом шарики 4 под собственнымвесом по наклонной кромке стакана 3 45скатываются в промежуток между стенкой стакана и хвостовиком 5 и тем самым открывают возможность передачивдоль штока 16 к чувствительному элементу 15 реактивного усилия от сопротивления грунта проникновению наконечника. На чувствительный элемент 15 устанавливают гайку 14 счервяком 13 и плитой 12. Вращением плиты 12 и червяка 13 относительно гайки 14 приводят плиту 12 в соприкосновение с наголовником 11. Плиту 12, а с ней и все устройство в целом, нагружают статической нагрузкой (например, с помощью гидродомкрата) и проводят испытания согласно 60 ГОСТ 5686-78.Реактивное сопротнвление грунта вдавливанию наконечника определяют по показайиям электроизмерительной аппаратуры, подключаемой к тензоре зибторам, установленным на чувствительном элементе 15.Сопротивление грунта по боковой поверхности трубы 1 находят как,разность нагрузки на плиту 12 и реактивного сопротивления грунта вдавливанию наконечника.Устройство может быть использовано как для динамического так и для статического зондирования грунтов. Чувствительный элемент при динамическом зондировании не подвергается ударному воздействию, так как монтируется после забивки устройства в грунт, что обеспечивает надежную .работу тензодатчиков. Кроме того, в зависимостиот прочностных свойств грунта под наконечником (по данным динамического зондирования) можно устанавливать для измерений элементы различной чувствительности. Верхнее расположение измерительных элементов позволяет проводить испытания в условиях грунтовых вод, не заботясь о гидроизоляции этих элементов.Кроме того,. возможно раздельное испытание грунтов под острием и по брковой поверхности устройства, так как прикладывая нагрузку к штоку 16 наверху, можно нагружать грунт через стакан 3 и наконечник, измеряя при этом сопротивление грунта под острием. Затем, нагружая наголовник, можно определить сопротивление грунта по боковой поверхности конструкцииТакая схема испытания рациональна в тех случаях, когда под острием лежат твердые породы или весьма слабые.Возможно, статическое трение стакана 3 о корпус 2, штока 16 о трубу 1 и гайки 14 о головку 10 сколь- нибудь существенно на измерение не влияет потому, что как только реактивное сопротивление грунта под наконечником превысит силу статического; трения между этими деталями, чувствительный элемент окажется нагруженным усилием, равным реактивному сопротивлению грунта под острием минус вес съемного штока 16. Этаьвеличина является константой, которую легко учесть в вычислениях.Формула изббретенияУстройство для определения механических свойств грунта, содержащее корпус. с полым хвостовиком и наконечником, чувствительные и измерительные элементы, о т л и ч а ю - ц е е с я тем,. что, с целью упрощения конструкции устройства и повышения надежности его работы, корпус снабжен размеценными внутри него стаканом, пружиной и шпилькой, пропущенной через полость хвостовика,который выполнен в своей нижнейчасти с уширением, а в верхней частис упором, причем уширение хвостовика установлено в стакане посредствомшариков с возможностью осевого перемещения, пружина размещена на хвостовике между упором и корпусом, одинконец шпильки закреплен в отверстии стакана, а другой конец ее имеетрезьбу и гайку.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 167567, кл. 6 01 М 3/42, 1963.2. Авторское свидетельство СССРР 581418, кл. Е 02 0 1/00, 19779 бб 146 НИИПИ Заказ 7789/3 ираж 709 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектна