Грунтонос

, 125913 Ы 10 51) ИСАНИЕ ЕТЕНИЯ ЛЬСТВУ ябрьвогороитель ние скважин п их изысканиях ССР983.нтов. ство СССР /04, 1979 Г 1авГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ Н АВТОРСКОМУ СВИ(46) 23.09.86. Бюл. Р 35 (71) Ленинградский ордена О ской Революции и ордена Тру Красного Знамени инженерноный институт(57) Изобретение относится к устройствам для отбора грунтов, может бытьиспользовано при инженерно-геологических изысканиях при строительствеи позволяет расширить диапазон применения грунтоноса, повысить репрезентативность кернов грунта и точность определения физико-химическихсвойств грунта. Грунтонос содержитгрунтосборник 1 (Г) со средней 2 иверхней 3 камерами, выполненнный ввиде цилиндрического корпуса, снабженного верхней крышкой 9 (К), ножом-резаком 11, рабочими кольцамии прокладками, имеющими прорези подпетли-резаки для разделения кернагрунта на несколько образцов . Вустановлены датчики 8 порового д1259133 ления для его контроля в поровой воде отобранного керна по его высоте. К 9 Г 1 снабжена односторонним пружинным клапаном 10 для удаления избыточной грунтовой воды при отборе керна, В средней камере 2 расположен шток 12 поршня 13, а в верхней Изобретение относится к областиинженерно-геологических изысканийдля строительства, в частности кустройствам для отбора грунтов.Цель изобретения - расширение диапазона применения грунтоноса путемобеспечения отбора кернов слабыхводонасыщенных глин и песков с минимальным нарушением их природного сло"жения, а также повышение репрезентативности кернов грунта и точностиопределения Физико-механическихсвойств исследуемого образца грунта(пористость, удельный вес, влажность, деформационные и прочностныехарактеристики) путем получения керна грунта ненарушенной структуры.На фиг. 1 изображен грунтонос,общий вид, на фиг 2 - то же, в разрезе, на фиг. 3 - узел .1 на фиг. 2;на фиг. 4 - разрез А-А на фиг, 2, нафиг. 5 - узел 11 на фиг, 4,Грунтонос .состоит из грунтосборника 1, средней 2 и верхней 3 каме - рами. Грунтосборник 1, служащий для отбора кернов грунта, состоит из тонкостенного корпуса 4, в котором установлены рабочие кольца компрессионного прибора 5, позволяющие измерять боковое давление и соединенные меж.ду собой прокладками 6. В последних выполнены прорези под петли-резаки 7 для разделения керна грунта на несколько образцов, В грунтосборнике 1 установлены датчики 8 поро- - вого давления, позволяющие контролировать давление в поровой воде отобранного керна грунта по его высоте. Верхняя крышка 9 грунтосборника 1 снабжена односторонним пружинным клапаном 10, позволяющим удалить иэ грунтосборника 1 избыточную грунтакамере 3 - шток 14 поршня 15. К нижней части средней камеры 2 жесткоприкреплены направляющие 6, имеющиепродольные пазы для перемещения ножей-эатворов 18, служащие для подрезки отбираемого грунта от массива.1 з.п,ф-лы, 5 ил. гвую воду при отборе керна. Нижнюючасть грунтосборника 1 составляетнож-резак 11, который образуетсяпутем заточки нижней кромки цилинд рического корпуса грунтосборника 1.Последняя имеет сложное очертание,образованное при усечении цилидрического корпуса грунтосборника 1двумя симметричными цилиндрическими 1 О поверхностями, образующие которыхперпендикулярны образующей корпусагрунтосборника 1. К верхней крышкегрунтосборника 1 жестко на резьбекрепится шток 12 поршня 13 сред,ней камеры 2. К верхней крышке последней жестко на резьбе крепитсяшток 14 поршня 15 верхней камеры 3.К нижней части внешней стороны средней камеры 2 жестко на сварке кре пятся направляющие 16, которые представляют собой четыре сплошных металлических стержня квадратного сечения, попарно параллельные в верхнейчасти и Ч -образные в нижней части, 25 причем изогнутые так, что они повторяют форму ножа-резака 11. Каждаяпара направляющих 16 сходится и жестко соединяется в нижней точке. Средняя камера 2 предназначена для приведения направляющих 16 в движение.В направляющих 16 выполнены продольные пазы 17, по которым в направляющих 16, перемещаются два ножа-затвора 18, служащие для подреэки отбираемого грунта от, массива, удержанияего в грунтосборнике 1 и переводагрунтоноса в закрытое состояние. Ножи-затворы 18 тесно прижимаются к бо-ковым вырезам 19 в ноже-резаке 1140 Пазы 17 направляющих 16 изнутри облицованы фторопластом 20 для обеспечения скольжения ножей-затворов 18по лазам 17 направляющих 16 и герме1259133 3тиэации стыка между направляющей 16и ножом-затвором 18. Ножи-затворы18 представляют собой прямоугольныегибкие пластины, выполненные из листового железа. При перемещении попазам 17 направляющих 16 ножи-затворы 18 изгибаются и принимают формунаправляющих 16. Один из ножей-затворов 18 длиннее другого так, что приих перемещении по облицованным фто- Оропластом 20 паэам 17 направляющих16 один нож-затвор 18 опережает другой и при их стыке торец более,короткого ножа-затвора 18 упираетсяв боковую сторону более длинного. То рец короткого ножа-затвора 18 отделан фторопластом 21 так, что при стыке ножей-затворов 18 образуется контакт "металл-фторопласт", что повышает надежность и герметичность стыка. Ножи-затворы 18 закрывают боковые отверстия 19 в ноже-резаке 11,являющегося частью грунтосборника 1.Ножи-затворы 18 жестко соединены сверхней камерой 3 с помощью специаль ных штанг 22 и планок 23. Металлические планки 23 при помощи болтовогосоединения жестко крепятся к ножам- .затворам 18. Верхняя крышка среднейкамеры 2 снабжена штуцером 24 для 3 Оподачи давления в среднюю камеру 2.Верхняя крышка верхней камеры 3 снабжена штуцером 25 для подачи давленияв верхнюю камеру 3,Верхняя камера 3 соединена при по-З 5мощи реэьбового соединения со штангой 26, которая служит для передачинагрузки на устройство с поверхностиземли. К штуцеру 24 верхней крышкисредней камеры 2 крепится шланг 27 4 Одля подачи давления в надпоршневуючасть средней камеры 2. К штуцеру 25верхней крышки верхней камеры 3 крепится шланг 27 для подачи давленияв надпоршневую часть верхней камеры 3Грунтонос работает следующим образом. Навинченный на штангу 26 грунтонос в закрытом состоянии опускается на дно скважины, Закрытым состоянием является следующее: направляющие 16 в крайнем нижнем положении, ножи-затворы 18 плотно закрывают грунтосборник 1. В подпоршневую часть 55 верхней камеры 3 через штуцер 25 подается давление. Это приводит к перемещению поршня 15 штока 14 и средней камеры 2, жестко соединенной со штоком 14, вниз. Криволинейные направляющие 16 также перемещаются вниз, так как они жестко соединены со средней камерой 2. При этом верхняя камера 3 остаатся в неподвижном состоянии. Гибкие ножи-затворы 18, расположенные в пазах 17 направляющих 16 и повторяющие форму криволинейной части направляющих 16, вниз не перемещаются, так как они жестко соединены с верхней камерой 3. По мере перемещения направляющих 16 вниз гибкие ножи-затворы 18, оставаясь на месте, выходят иэ пазов 17 криволинейной части направляющих 16 и вследствие своей гибкости раскрываются, распрямляясь. Нижнее положение поршня 15 верхней камеры 3 соответствует полному раскрытию ножей-затворов 18. При полном раскрытии ножей-затворов их нижняя часть остается в пазах 17 прямолинейной Верхней части направляющих 16. При своем раскрытии ножи- затворы 18 прижимаются к ножу-резаку 11, не позволяя грунту с нарушенной структурой попасть в грунтосборник 1Затем через штуцер 24 подается давление в надпоршневую часть средней камеры 2. Вследствие этого происходит перемещение вниз поршня 13 и штока 12, а следовательно, и жестко закрепленного со штоком 12 грунтосборника 1, который при движении вниз врезается в массив грунта с ненарушенной структурой. При этом камеры 2, 3 и жестко закрепленные с верхней камерой 3 ножи-затворы 18 остаются на месте. Крайнее нижнее положение поршня 13 соответствует полному заполнению грунтосборника 1 грунтом с ненарушенной структурой.Отделение керна грунта от массива проводится следующим образом. Сбрасывается давление в подповшневой части средней камеры 2. К штанге 26 прикладывается вертикальная нагрузка. Под действием этой нагрузки происходит перемещение средней камеры 2, верхней камеры 3, направля" ющих 16 и ножей-затворов 18 вниз. , Вреэаннйй в грунт грунтосборник 1 и шток 12 средней .;амеры 2 вниз не перемещаются. Затем сбрасывается давление в надпоршневой части верхней камеры 3. К штанге 26 снова прикладывается вертикальная нагрузка. Под действием этой нагрузки происходитперемещение верхней камеры 3 и ножей- затворов 18 вниз. Средняя камера 2 при этом вниз не движется, так как давление в надпоршневой части верхней камеры 3 сброшено, и при приложении вертикальной нагрузки к штанге 26 поршень 15, а с ним шток 14 и средняя камера 2 перемещаются вверх относительно верхней камеры 3. Врезанный н грунт грунтосборник 1 не перемещается вниз. При движении вниз ножи-затворы 18 подрезают грунт вокруг ножа-резака 11 и замыкаются в своем крайнем нижнем положении, удерживая грунт в грунтосборнике 1.формула из обретения1. Грунтонос, содержащий грунтосборник, выполненный в ниде цилиндри- ческого корпуса, снабженного верхней крышкой, ножом-резаком, рабочими кольцами и прокладками с гибкими элементами, о т л и ч а .ю щ и й с я тем,что, с целью расширения диапазонаприменения грунтойоса, повышениярепрезентативности кернового грунтаи точности определения физико-химических свойств исследуемого грунта,он снабжен двумя установленными последовательно одна над другой камерами, выполненными в виде цилиндров,снабженных верхней крьппкой, штоком и 1 О поршнем, причем шток верхней камерысоединен с верхней крышкой среднейкамеры, а шток средней камеры - сверхней крышкой грунтосборника,грунтосборник снабжен ножами"затворами, 15 выполненными в виде прямоугольныхгибких пластин, а средняя камераснабжена направляющими, по длинекоторых выполнены пазы под ножи-затворы, при этом верхняя крьппка и кор пус груйтосборннка снабжены датчика- г1259133 15 17 Составитель Л. Горяйнова Техред М.Моргентал екторМ Демчик Редактор Н лина одписн Тираж 778 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и .открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, каз 5759 ят оизводственно-полиграфическое жгород, ул. Проектная