SU966146A1

SU966146A1 - Apparatus for determining mechanical properties of soil

Info

Publication number: SU966146A1
Application number: SU813268196A
Authority: SU
Inventors: Олег Алексеевич Черепанов
Original assignee: Государственный институт по проектированию оснований и фундаментов "Фундаментпроект"
Priority date: 1981-03-25
Filing date: 1981-03-25
Publication date: 1982-10-15

Description

Изобретение относитс к строительству , к технике дл определени :сопротивлени грунта под одтрием и на боковой поверхности эталонной сваи и может быть использовано При инженерно-геологических изыскани х.The invention relates to the construction, to the technique for determining: the resistance of the soil under the edge and on the lateral surface of the reference pile and can be used in engineering geological surveys.

Известно устройство по определению сопротивлени грунта вдавливанию наконечника, содержащее наконечник , измерительные элементы и соосно расположенные штанги, внутренн из которых выполнена составной по высоте , одна часть ее соединена с измерительным элементом опертым на наружную штангу, а друга - с -измерительным элементом, опертым на наконечник 1.A device is known for determining the resistance of the soil to the indentation of a tip, which contains a tip, measuring elements and coaxially arranged rods, internally made of a composite height, one part of which is connected to the measuring element supported on the outer rod, and the other - with a measuring element supported on the tip one.

Недостатком указанного устройства вл етс его низка чувствительность.The disadvantage of this device is its low sensitivity.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому вл етс устройство дл определени механических свойств грунта, содержащее корпус, с наконечником и полым хвостовиком, чувствительные и измерительные элементы . Наконечник и хвостовик выполнены с наружными продольными канавками с размещенными в них шариками, а чувствительные элементы - в виде набора круглых пластин, между которыми размещены шарики без зазора по центру и с зазором по середине 2.The closest technical solution to the present invention is a device for determining the mechanical properties of the soil, comprising a housing with a tip and a hollow shank, sensitive and measuring elements. The tip and the shank are made with outer longitudinal grooves with balls placed in them, and sensitive elements - in the form of a set of round plates, between which balls are placed without a gap in the center and with a gap in the middle 2.

Однако подобна конструкци сложна в изготовлении и ненадежна в эксплуатации . KpOMQ того, она не обеспечивает достаточной точности измерений при работе в сильно увлажненных грунтах из-за нижнего расположени измерительных элементов.However, such a structure is difficult to manufacture and unreliable in operation. Moreover, it does not provide sufficient measurement accuracy when working in highly moistened soils due to the lower location of the measuring elements.

10ten

Целью изобретени вл етс упрощение конструкции устройства и повьааение Надежности его работы.The aim of the invention is to simplify the design of the device and improve the reliability of its operation.

поставленна цель достигаетс тем, The goal is achieved by

15 что в устройстве дл определени механических свойств грунта, содержащем корпус с полым хвостовиком и наконечником , чувствительные и измерительные элементы, корпус снабжен 15 that in the device for determining the mechanical properties of the soil, comprising a housing with a hollow shank and a tip, sensing and measuring elements, the housing is provided

20 размещенными внутри него стаканом, пружиной и мпилькой, пропущенной через полость хвостовика, который выполнен в своей нижней части с уширением , а в верхней части - с упором,20 placed inside it with a glass, a spring and a file passed through the cavity of the shank, which is made in its lower part with widening, and in the upper part with an emphasis,

25 причем уширение хвостовика установлено -в стакане посредством шариков с возможностью осевого перемещени , пружина размещена на хвостовике между упором и корпусом, един конец25 with the broadening of the shank installed in the glass by means of balls with the possibility of axial movement, the spring is placed on the shank between the abutment and the body, one end

30 итильки закреплен в отверстии дл стакана, 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. Устройство состоит из трубы 1, к которой с помощью резьбы присоединен корпус 2. Внутри корпуса 2 раз мещен стакан 3 с коническим наконечником . Кромка стакана 3 выполнена с уклоном во внутрь и на ней размеще ны шарики 4. Шарики- 4 расположены вокруг полого хвостовика 5, изготовленного с расширением в нижней части причем хвостовик .снабжен пружиной 6 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 5Труба 1 имеет неподвижно св занную с ней головку 10, на которой с помощью резьбы укреплен наголовник 11. На наголовнике 11 расположена плита 12, с которой жестко св зан черв к 13 с гайкой 14. Под гайкой 1 находитс чувствительный элемент 15 с измерительными элементами (тензоре зисторами). Чувствительный элемент 1 смонтирован в верхней части съемного штока 16, который установлен на хвос товике 5. Устройство работает следующим образом . Удара: т по наголовнику устройство погружают в грунт. При этом шарики 4 взаимодействуют с корпусом 2, наклон ной кромкой стакана 3 и хвостовиком После погружени устройства в грунт на заданную глубину в трубу 1 через наголовник 10 опускают шток 16. Под весом штока 16 хвостовик 5 опуска тс на дно стакана 3, сжима пружину При этом шарики 4 под собственным весом по наклонной кромке стакана 3 скатываютс в промежуток между стенкой стакана и хвостовиком 5 и тем саMfcOM открывают возможность передачи вдоль штока 16 к чувствительному эле менту 15 реактивного усили от сопро тивлени грунта проникновению на- кбнечника. На чувствительный элемент 15 устанавливают гайку 14 с черв ком 13 и плитой 12. вращением плиты 12 ичерв ка 13 относительно гайки 14 привод т плиту 12 в сопри-: косновение с наголовником 1Г. Плиту 12, а с ней и все устройство в целом, нагружают статической нагрузкой (например, с помощью гидродомкрата ) и провод т испытани согласно ГОСТ 5686-78. Реактивное сопротивление грунта вдавливанию наконечника определ ют по показани м электроизмерительной аппаратуры, подключаемой к тензорезийторам , установленным на чувствительном элементе 15.Сопротивление грунта по боковой поверхности трубы 1 наход т как .разность нагрузки на плиту 12 и реактивного сопротивлени грунта вдавливанию наконечника . - Устройство может быть использовано как дл динамического так и дл статического зондировани грунтов. Чувствительный элемент при динамическом зондировании не подвергаетс ударному воздействию, так как монтируетс после забивки устройства в грунт, что обеспечивает надежную . работу тензодатчиков. Крс ие того, в зависимости от прочностных свойств грунта под йаконечником {по данным динамического зондировани ) можно устанавливать дл измерений элементы различной чувствительности. Верхнее расположение измерительных элементов позвол ет проводить испытани в услови х грунтовых вод, не забот сь о гидроизол ции этих элементов . того, возмржно раздельное испытание грунтов под острием и по брковой поверхности устройства, так как прикладыва нагрузку к штоку 16 наверху, можно нагружать грунт через стакан 3 и наконечник, измер при этом сопротивление грунта под острием. Затем, нагружа наголовник , можно определить сопротивление грунта по боковой поверхности конструкции . Така схема испытани рациональна в тех случа х, 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 скольнибудь существенно на измерение не вли ет потому, что как только реактивное сопротивление грунта под наконечником превысит силу статического; трени между этими детал ми, чувствительный элемент окажетс нагруженным усилием, равным реактивному сопротивлению грунта под острием минус вес съемного штока 16. Эта величина вл етс константой, которую легко учесть в вычислени х. изобретени Устройство дл определени механических свойств грунта, содержгицее корпус, с полым хвостовиком и наконечником , чувствительные и измерительные элементы. Отличающеес тем, что, с целью упрощени конструкции устройства и повышени надежности его работы, корпус снабжен размещенными внутри него стаканом, пружиной и шпилькой, пропущенной через полость -хвостовика, который выполнен в своей нижней части с уширением, а в верхней частис упором, причем уширение хвостовика установлено в стакане посредством шариков с возможностью осевого пере-. мещени , пружина размещена на хвостовике между упором и корпусом, один конец шпильки закреплен в отверстии30 The boots are fixed in the hole for the cup, and the other end is threaded and has a nut. FIG. 1 shows the proposed device, the cut; in fig. 2, section A-A in FIG. 1, in FIG. 3 device in working position. The device consists of a pipe 1, to which case 2 is attached by means of a thread. Inside the case 2 is placed a cup 3 with a conical tip. The edge of the cup 3 is made with a slope inward and balls 4 are placed on it. Balls 4 are arranged around a hollow shank 5 made with expansion in the lower part, with the shank equipped with a spring 6 and an emphasis 7 and mounted on a stud 8 ,. one end of which is rigidly fixed in a blind hole in the bottom of the glass, and the other has a thread and a nut 5 Pipe 1 has a fixed head 10 which is fixed to it, on which a head-plate 11 is fastened with a thread 11. On the head-plate 11 there is a plate 12 with which is rigidly connected screw to 13 with a nut 14. Under the nut 1 there is a sensitive element 15 with measuring elements (tensor resistors). The sensing element 1 is mounted in the upper part of the removable rod 16, which is mounted on the tailpiece 5. The device operates as follows. Impact: t on the headgear device is immersed in the ground. The balls 4 interact with the body 2, the sloped edge of the cup 3 and the shank After the device is immersed in the ground at a predetermined depth in the pipe 1, the stem 16 is lowered through the head-cap 10. Under the weight of the stem 16, the shank 5 lowers the spring to In this way, balls 4, under their own weight, roll along the inclined edge of the glass 3 into the gap between the wall of the glass and the shank 5 and that MFcOM open up the possibility of transmitting along the stem 16 to the sensitive element 15 reactive force from ground penetration to nechnika. A nut 14 with a screw 13 and a plate 12 are mounted on the sensitive element 15. By rotating the plate 12 and the screw 13 relative to the nut 14, the plate 12 is brought into contact with the headgear 1G. The plate 12, and with it the entire device as a whole, is loaded with a static load (for example, using a hydraulic jack) and is tested according to GOST 5686-78. Soil resistance to indentation of the tip is determined by the indications of electrical measuring equipment connected to the strain gauges mounted on the sensing element 15. The resistance of the soil along the side surface of the pipe 1 is found as the difference of the load on the tip indentation. - The device can be used for both dynamic and static sounding of soils. The sensing element is not subjected to shock when dynamically probed, since it is mounted after driving the device into the ground, which ensures reliable. work of strain gauges. In addition, depending on the strength properties of the soil under the tip (according to dynamic sounding data), elements of different sensitivity can be set for measurements. The upper location of the measuring elements allows for testing in groundwater conditions, without worrying about waterproofing these elements. In addition, it is possible to separately test the ground under the tip and along the surface of the device, as by applying a load to the rod 16 at the top, it is possible to load the soil through the cup 3 and the tip, while measuring the resistance of the soil under the tip. Then, by loading the cap, it is possible to determine the resistance of the soil along the lateral surface of the structure. Such a testing scheme is rational in those cases when hard rocks or very weak ones lie under the tip. It is possible that the static friction of the glass 3 about the body 2, the stem 16 about the pipe 1 and the nuts 14 about the head 10 does not significantly affect the measurement because once the reactance of the soil under the tip exceeds the static force; the friction between these parts, the sensitive element will be loaded with a force equal to the reactive resistance of the soil under the tip minus the weight of the removable rod 16. This value is a constant that can be easily taken into account in the calculations. The invention is a device for determining the mechanical properties of a soil, containing a housing with a hollow shank and a tip, sensitive and measuring elements. Characterized by the fact that, in order to simplify the design of the device and increase the reliability of its operation, the housing is provided with a glass, a spring and a pin placed through it, the tail shaft, which is made wide in its lower part, and an emphasis in the upper part. the shank is installed in the glass by means of balls with the possibility of axial re-. Space, the spring is placed on the shank between the stop and the body, one end of the stud is fixed in the hole

filfil

стакана, а другой конец ее имеет резьбу и гайку. .its other end has a thread and a nut. .

Источники информации, прин ть1е во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination

1.Авторское свидетельство СССР №167567, кл. G 01 N 3/42, 1963.1. USSR author's certificate №167567, cl. G 01 N 3/42, 1963.

2.Авторское свидетельство СССР №581418, кл. Е 02 О 1/00, 1977 (прототип).2. USSR author's certificate No. 581418, cl. E 02 O 1/00, 1977 (prototype).

8eight

аг.гag.g

Фи.1Phi.1

Claims

Formula of Eligibility

A device for determining the mechanical properties of soil, comprising a housing with a hollow shank and a tip, sensitive and measuring elements, characterized in that, in order to simplify the design of the device and increase the reliability of its operation, the housing is equipped with a glass 65, a spring and a pin placed inside it, launched through the cavity of the shank, which is made in its lower part with broadening, and in the upper part with emphasis, and broadening of the shank is installed in the glass by means of balls with the possibility of axial re-. location, the spring is placed on the shank between the stop and the body, one end of the stud is fixed in the hole of the glass, and the other end has a thread and a nut. ,