Лопастный прессиометр

19) КЦ51) 5 ИЕ ИЗОБРЕТЕ О ПАТЕ Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(76) Хрусталев Евгений Николаевич(57) Использование: в области инженерно-геологических изысканий в цепях строительства методомпрессиометрии. Сущность изобретения: лопастныйпрессиометр состоит из двутаврового корпуса рабочего наконечника в боковых полках которого в.сквозных окнах с продольными перемычками затюдлицо встроены распорные штампы, поперечныенаправляющие которых с зубчатыми рейками связаны через передаточный реечно-шестеренчатый механизм с центральной зубчатой рейкой, вращающийся вместе с полым валом и тягой, связанными шлонкой, установленной в сквозных прорезях полого вала с возможностью относительного продольного перемещения вместе с рейкой. Колонна наружных штанг со шнековой навивкой связывает рабочий наконечник с нагрузочным и измерительным приспособлением и оснащена болтовым столорным приспособлением Рабочий наконечник оснащен лидирующим шнеком, связанным через полый вал с колонной наружных штанг, 2 зл.ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к области строительства, конкретно к устройствам для определения механических характеристик грунтов при инженерно-геологических изысканиях.5Известен лопастный прессиометр, включающий двутавровый корпус рабочего наконечника, в боковых полках Которого эаподлицо установлены жесткие штампы рас порного принципа действия, а в перемычке - передаточный механизм их выдвижения и возврата, совмещенную колонну наружных штанг и внутренних стержней и нагрузочное приспособление с измерителями переме щений ЯНедостатком известного технического решения является низкая производительность исследования грунта, связанная с не-,: обходимостью предварительного бурения 20 лидирующих скважин, при. этом снижается и точность определяемых параметров грунта из-эа его разуплотнения и обрушения стенок скважины. Надежность работы устройства низкая из-за низкой жесткости корпуса в поперечном сечении, так как концевые секции связаны только плоской перемычкой, которая при изгибе из-за искривления оси вдавливания корпуса вдоль скважины заклинивает весь передаточный механизм. В то же время в процессе вдавливания из-за отпора грунта в межлопастном пространстве корпуса штампы могут самораскрываться, так как отсутствует 5 стопорение относительного перемещения стержней в штангах, при этом происходит . поломка устройства или отрыв штампов.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является 40 лопастный прессиометр, включающий рабочий наконечник с двутавровым корпусом, встроенные в корпус распорные штампы с передаточным реечно-шестеренчатым механизмом их выдвижения и возврата с цен тральной зубчатой:рейкой, колонну совмещенных наружных штанг и внутренних стержней, нагрузочное приспособление с измерителем перемещений 2;Однако производительность известно го технического решения резко снижается иэ-за необходимости предварительного бурения лидирующих скважин, устойчивость грунтовых стенок со временем или сразу при наличии воды падает и надежность про ведения достоверных испытаний грунта также снижается, Обсадка скважин или бурение их под буровым раствором в данном случае трудоемкий и дорогостоящий процесс. Точность определения механических параметров грунта падает иэ-за невозможности опробывания грунта сразу после бурения скважины. Надежность конструкции устройства мала иэ-за низкой жесткости корпуса в поперечном сечении там, где одна плоская перемычка соединяет его концевые секции, и иэ-за низкой устойчивости в этом же сечении на изгиб при продольном вдавливании корпуса вскважину и малейшем отклонении его от оси скважины, в данном случае происходит необратимый изгиб корпусаи его увод от оси скважины. эаклииивание всего передаточного механизма,При вдавливании корпуса в скважину из-эа отпора грунта, срезанного со стенок и продавливаемого в межлопастном пространстве, происходит самораскрытие штампов, их выдвижение за края боковых пластин и, как следствие, их поломка, так как отсутствует стопориое устройство о;гносительного перемещения внутренних стержней в штангах.Технический результат в предлагаемом решении заключается в повышении производительности исследований эа счет самозабуривания устройства в массив грунта, повышении точности за счет одновременного опробывания грунта на отметке испытания в только что образованной выработке, сохранность грунтовых стенок под штампами которой гарантирована, повышении надежности конструкции устройства эа счет увеличения жесткости в поперечном сечении корпуса на изгиб и увеличения его продольной устойчивости,Технический результат в лопастном прессиометре, включающем двутавровый корпус рабочего наконечника с распорными штампами в боковых полках и передаточным реечно-шестеренчатым механизмом их выдвижейия и возврата с центральной зубчатой рейкой, колонну совмещенных наружных штанг и внутренних стержней, нагруэочное приспособление с измерителем перемещений, достигается тем, что прессиометр снабжен полым вращающимся валом с продольными сквозными прорезями и тягой, установленной в его полости, рабочий наконечник снабжен лидирующим шнеком, колонна наружных штанг выполнена со шнековой навивкой, а центральная зубчатая рейка - в виде вращающейся в корпусе цилиндрической втулки с круговыми зубьями и сквозным шпоночным пазом, при этом полый вал установлен вдоль оси корпуса на подшипниках и жестко связан верхним и нижним концами соответственно с колоннОй внутренних штанг и лидирую 200512817 и через шпонку 19 перемещение центральной зубчатой рейки 11 и передачу крутящего момента одновременно на пары шестерен 8, 10 и,через пару параэитных зубчатых шестерен 9 на зубчатые рейки на управляющих 7 распорных штампов 6, После испытания грунта на сжимаемость колонну внутренних стержней 18 опускают вниз относительно наружных штанг 24, распорные штампы 6 возвращают в сквозные окна 4 "0 боковых полок 3 корпуса 1 рабочего нако- нечника в исходное положение, до упора в верхний торец внутренних. стержней 18 в шестигранный хвостовик 28 ввинчивают болтовое стопорное .приспособление, траверсой вращателя бурового станка рабочий наконечник забуривают на новую отметку испытания или извлекают на дневную по"Л верхность. 20Испытания грунтов на сжимаемость требуют проведения тарировки передаточного реечно-шестеренчатого механизма лопастного прессиометра по передаваемому усилию и эамеряемому перемещению в эа висимости от истинных давлений и осадок грунта под распорными штампами.По результатам испытаний строят графикЯп= т (Рд, Ь) зависимости осадки 8 1 РУнта от ДавлениЯ Рл под штампом во вРе мени Ь и определяют по стандартной методике механические характеристики грунта.Предлагаемый лопастный прессиометр впервые выполнен в забуривающемся вари 35Формула,изобретенияЛОПАСТНЫЙ ПРЕССИОМЕТР,включающий двутавровый корпус рабочего наконечника с распорными штампами в боковых полках и передаточным реечно шестеренчатым механизмом их выдвижения и возврата с центральной зубчатой рейкой, колонну совмещенных наружных штанг и внутренних сТержней, нагрузочное приспособление с измерителем перемеще ний, отличающийся тем, что он снабжен полым вращающимся валом с продольными сквозными прорезями и тягой, установленной в его полости, рабочий наконечник снабжен лидирующим шнеком, колонна 50 наружных штанг выполнена со шнековой навивкой; а центральная зубчатая рейка - в виде вращающейся в корпусе цилиндрической втулки с круговыми зубьями и сквозным шпоночным пазом, при этом полый 55 вал установлен вдоль оси корпуса на подшипниках и жестко связан верхним и нижним концами соответственно с колонной анте, что в 1.5-2,0 раза повышает производительность испытания грунтов на сжимаемость и позволяет успешно проводить инженерно-геологические изыскания в условиях морских акваторий, где гидрометеорологическая обстановка может измениться в течение нескольких часов. Глубина исследования грунтового массива возрастает до 50.80 м, при этомисключается увод рабочего наконечника от оси лидирующей скважины и потеря его корпусом устойчивости в продольном направлении, что наблюдается у прототипа, Надежности работы предлагаемого устройства способствует наличие продольных перемычек с ребрами жесткости в окнах боковых полок корпуса рабочего наконечника, а также устранение возможности самовыдвижения распорных штампов при погружении рабочего наконечника путем стопорения относительного перемещения колонны внутренних стержней в наружных штантах. Боковые и лидирующие кромки продольных перемычек с внешней заточкой способствуют вытеснению срезанного грунта нарушенной структуры ие зоны испытания под распорными штампами при погружении рабочего наконечника.(56) 1. Авторское свидетельство СССРМ 1357496, кл, Е 02 О 1/00, 1985,2. Авторское свидетельство СССРЬ 1065532, кл. Е 02 О 1/00, 1982.внутренних штанг и лидирующим шнеком рабочего наконечника, а цилиндрическая втулка установлена на полом валу с возможностью относительного продольного, перемещения, причем тяга связана С колоннойвнутренних стержней и через шпонку, установленную подвижно в продольных сквозных прорезях вала, - с цилиндрической втулкой центральной зубчатой рейки,2. Прессиометр по п.1; отличающийся тем, что колонна. внутренних стержней снабжена стопорным приспособлением ее относительного перемещения в колонне наружных штанг.е3. Прессиометр по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что боковые полки корпуса выполнены со сквозными окнами, имеющими сквозные продольные перемычки, в которых установлены распорные штампы, а вдоль перемычек каждого окна и всей боковой полки с внешней стороны выполнены ребра жесткости с острой внешней заточкой боковых и лидирующих граней, 2005128Б-б Окиаитель Е.ХрусталРедактор Н,Цалихина Техред М.Моргентал орректор А,Обру Заказ 3 Тираж Подписн НПО "Поиск" Роспатента13035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 л,Гагарин 101 енно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород оиэвод