RU96250U1 - Устройство для измерения твердости почвогрунтов вращательным срезом - Google Patents

Устройство для измерения твердости почвогрунтов вращательным срезом Download PDF

Info

Publication number
RU96250U1
RU96250U1 RU2009147928/22U RU2009147928U RU96250U1 RU 96250 U1 RU96250 U1 RU 96250U1 RU 2009147928/22 U RU2009147928/22 U RU 2009147928/22U RU 2009147928 U RU2009147928 U RU 2009147928U RU 96250 U1 RU96250 U1 RU 96250U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rod
cutting
measuring
soil
hardness
Prior art date
Application number
RU2009147928/22U
Other languages
English (en)
Inventor
Юрий Павлович Добрачев
Сергей Викторович Перегудов
Андрей Николаевич Куликов
Original Assignee
Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова Российской академии сельскохозяйственных наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова Российской академии сельскохозяйственных наук filed Critical Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова Российской академии сельскохозяйственных наук
Priority to RU2009147928/22U priority Critical patent/RU96250U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU96250U1 publication Critical patent/RU96250U1/ru

Links

Landscapes

  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

1. Устройство для измерения твердости почвогрунтов вращательным срезом, включающее штангу с рукояткой, режущий механизм в виде лопастей и измерительную головку, отличающееся тем, что оно снабжено пружинной муфтой, размещенной на штанге с возможностью свободного вдоль нее перемещения, режущий механизм содержит закрепляемый на штанге стальной цилиндр с установленной на нем цилиндрической центровочной муфтой, нижний торец которого имеет глубокое резьбовое отверстие под установочный винт, которым фиксируется пара режущих лопастей-клиньев в виде пропеллера, закрепленных на его плоской головке с возможностью свободного поворота в вертикальной плоскости и принятия V-образного и А-образного положения, а в фиксированном состоянии - положения под углом 90° к оси штанги, при этом уголмежду режущими гранями клиньев составляет 15-35°. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для измерения твердости верхних слоев почвогрунта установочный винт имеет симметричное относительно головки цилиндрическое продолжение с концевой резьбой, на котором крепится центровочная муфта, а режущий пропеллер имеет обратную ориентацию. ! 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что оно смонтировано на разборной штанге почвенного бура. ! 4. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что в качестве средства для измерения сопротивления грунта оно содержит динамометрический ключ.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к сельскому хозяйству, точнее к почвоведению, грунтоведению и может быть использована для определения физико-механических свойств почв и грунтов, характеристики которых используются в агрономии, мелиорации, при расчетах технологических параметров глубокого рыхления почв, при оценке экологического состояния почв агро- и фитоценозов, а также в гидротехнике и дорожном строительстве для оценки степени уплотнения насыпей и грунтовых плотин.
Твердость почво-грунта определяют двумя основными способами: статическим (позиционным) и динамическим (непрерывным) по традиционной методике с помощью микропенетрометра или плунжера (Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. М., Агропромиздат, 1986, с.416).
В позиционной схеме наконечник пенетрометра или плунжер движутся перпендикулярно открытой поверхности почвы (дневная поверхность, стенки шурфа), при непрерывном измерении, как правило, параллельно дневной поверхности на постоянной глубине почвы.
Для получения статистически достоверных данных измерения производят в 50-200 точках по слоям почвенного профиля вертикальной стенки шурфа, либо на рабочей глубине в плане поверхности почвы.
Измерение твердости почво-грунтов с помощью микропенетрометра предполагает необходимые подготовительные работы: рытье шурфа, выравнивание и шлифовку его стенок, что исключает проведение большого объема таких измерений.
Погружение плунжера на глубину 60-70 см требует больших усилий погружения, точность измерений значительно снижается за счет влияния скорости движения плунжера в толще субстрата.
Недостатком вышеназванных устройств является невысокая точность, невозможность проведения измерений на большой глубине (более 40 см), сложность и громоздкость конструкции для проведения измерений в экспедиционных условиях.
Наиболее близким предлагаемому является устройство для испытания грунтов вращательным срезом, включающее штангу с рукояткой, режущий механизм в виде четырех лопастей, попарно размещенных в одной плоскости, и измерительную головку (Ав.св. СССР №380981, G01N 3/42, 1966).
Недостатком этого устройства является низкая точность, особенно при испытании слабых грунтов, так как при задавливании лопастей структура грунта нарушается.
Целью предлагаемого технического решения является получение в полевых условиях достоверной и точной информации о твердости почвы и грунта по всему профилю до глубины 2,5-3 м. при сокращении временных и трудовых затрат.
Достич поставленной цели позволяет предлагаемое устройство для измерения твердости почво-грунтов вращательным срезом, включающее штангу с рукояткой, режущий механизм в виде лопастей и измерительную головку, которое снабжено пружинной муфтой, размещенной на штанге с возможностью свободного вдоль нее перемещения, режущий механизм содержит закрепляемый на штанге стальной цилиндр с установленной на нем цилиндрической центровочной муфтой, нижний торец которого имеет глубокое резьбовое отверстие под установочный винт, которым фиксируется пара режущих лопастей-клиньев в виде пропеллера, закрепленных на его плоской головке с возможностью их свободного поворота в вертикальной плоскости и принятия V-образного и А-образного положения, а в фиксированном состоянии - положения под углом 90° к оси штанги, при этом угол ά между режущими гранями клиньев составляет 15-35°.
Кроме того, для измерения твердости верхних слоев грунта установочный винт устройства может иметь симметричное относительно головки цилиндрическое продолжение с концевой резьбой, на котором крепится центровочная муфта, а режущий пропеллер имеет обратную ориентацию.
Устройство также может быть смонтировано на разборной штанге почвенного бура, а в качестве средства для измерения сопротивления почво-грунта оно может содержать динамометрический ключ.
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами и фотографиями, где на фото 1 - представлен вид устройства в натуре; на фиг.1 - общий вид устройства, режущие клинья в положении в V-образном положении для - погружения в скважину; на фиг.2 - режущий механизм в рабочем состоянии (вид спереди); на фиг.3 - режущий механизм в рабочем состоянии (вид сбоку); на фиг.4 - режущий механизм в рабочем сосотоянии (вид снизу); на фиг.5 - режущий механизм в рабочем состоянии для измерения твердости верхнего слоя почвы; на фиг.6 - профиль режущего клина, сеченин по А-А на фиг.2; на фиг.7 - профиль режущего клина при обратной ориентации пропеллера, сечение Б-Б на фиг.5; фото. 2 - положение режущих лопастей-клиньев при погружении в скважину и на фото 3 - то же в рабочем положении в натуре.
Устройство, общий вид которого при минимальной длине штанги приведен на фото 1 и фиг.1, включает штангу почвенного бура 1 с рукояткой, пружинную муфту 2, измерительную головку 3 и режущий механизм.
Режущий механизм устройства (фиг.2) содержит стальной цилиндр 4, на который насажена цилиндрическая центровочная муфта 5. Нижний конец цилиндра имеет глубокое резьбовое отверстие под установочный винт 6, на плоской головке 7 которого с помощью крепежного винта 8 закреплены два режущих лопасти-клина 9 в виде пропеллера с возможностью свободного поворота в вертикальной плоскости. Величина угла ά между режущими гранями клина зависит от плотности испрытуемых грунтов и составляет 15-35° (фиг.6, 7).
Пружинная муфта 2 (фиг.1) состоит из опорного диска 10 с закрепленной на нем центровочной муфтой 11, пружины 12 и шайбы-фиксатора 13. Все части пружинной муфты могут свободно перемещаться вдоль штанги так, что в зависимости от глубины погружения режущего механизма в скважину опорный диск 10 ложится на поверхность почвы, обеспечивая возможность сжатия пружины и ее фиксацию в этом состоянии с помощью шайбы-фиксатора 13 и резьбового штифта 14.
Устройство работает следующим образом:
Заранее подготавливают с помощью почвенного бура скважину заданного диаметра и глубины. После этого бур переоборудуют в устройство для измерения твердости почво-грунта, для чего на штангу 1 бура насаживают пружинную муфту 2, к верхнему концу штанги присоединяют измерительную головку (динамомертический ключ) 3 со штоком 15, а к нижнему - корепят режущий механизм, имеющий для этого спил и две шпильки 16 на верхнем конце цилиндра 4, при этом цилиндрическая центровочная муфта 5 имеет диаметр, равный диаметру скважины. Режущий механизм опускается до упора в скважину.
Чтобы не разрушить структуры грунта стенок скважины перед погружением режущие лопасти-клинья 9 приводят в V-образное положение, выкручивая установочный винт 6 из цилиндра 4. Приведение режущих лопастей-клиньев в рабочее состояние (перпендикулярное стенкам скважины) достигается вращением штанги по часовой стрелке при упоре режущего механизма в дно скважины, в результате чего установочный винт 6 входит по резьбе в цилиндр 4, раздвигает режущие лопасти-клинья и фиксирует неподвижно относительно штанги 1. Их размах в рабочем состоянии в зависимости от физико-механических свойств почво-грунта на 4-12 см. больше диаметра измерительной скважины. При этом режущие лопасти-клинья 9 ориентированы симметрично штанги 1 и перпендикулярно ей, образуя пропеллер так, что за каждый полный оборот штанга поднимается вверх на 5-10 см в зависимости от шага нарезаемой клиньями винтовой канавки. Ориентация режущих кромок клиньев показана на фиг.6.
Перед началом каждого измерения необходимо провести уравновешивание с тем, чтобы вертикальная нагрузка веса устройства на режущие клинья была минимальной. Это достигается с помощью пружинной муфты 2, обеспечивающей подъемную силу, равную весу устройства, при сжатии пружины 12 на заранее определенную величину, зависящую от числа присоединенных к штанге секций, т.е. от глубины скважины.
Глубину почвенного горизонта, в котором проводится измерение, определяют по разметке, предварительно сделанной на штанге или с помощью рулетки от верхнего конца штанги 1 до опорного диска 10 пружинной муфты 2.
Измерение выполняют путем постепенного наращивания усилия на ручку динамометрического ключа 3 до возникновения вращательно-поступательного (вверх) движения штанги 1. Показание максимального напряжения, фиксируемое индикатором динамометрического ключа, является искомым параметром. Глубина горизонта (отмеченная на штанге) и максимальная величина усилия (по шкале динамометрического ключа) заносятся в таблицу. Для каждого комплекта режущих лопастей-клиньев и динамометрического ключа выполняют предварительную калибровку, обеспечивающую пересчет показаний в искомые единицы твердости, кг/см2.
После проведения измерений на заданном почвенном горизонте при необходимости извлечения устройства, не повреждая ни самого устройства, ни стенок скважины, штангу 1 устройства вращают против часовой стрелки, при этом установочный винт 6 за счет упора лопастей-клиньев 9 в стенки скважины выкручивается из цилиндра 4, освобождает лопасти-клинья, и они принимают А-образное положение, что способствует беспрепятственному извлечению устройства из скважины.
Для измерения твердости верхних слоев почво-грунта режущий механизм оборудуют установочным винтом с симметричным относительно его головки 7 цилиндричеким продолжением 17 с концевой резьбой, на которой крепят центровочную муфту 18, а режущий пропеллер переориентируют в обратную сторону (фиг.5). Это делается для лучшей центровки устройства при небольшой глубине исследуемого горизонта, а режущий механизм с обратной ориентацией режущего пропеллера при поворачивании штанги по часовой стрелке движется вниз, что при небольшой глубине горизонта обеспечивает большую точность измерений.
Таким образом, предлагаемое устройство при простоте и надежности конструкции позволяет в полевых условиях получать точную и достоверную информацию о твердости почво-трунтов по всему профилю до глубины 2,5-3 м., значительно сокращая при этом трудоемкость и время проведения измерений.

Claims (4)

1. Устройство для измерения твердости почвогрунтов вращательным срезом, включающее штангу с рукояткой, режущий механизм в виде лопастей и измерительную головку, отличающееся тем, что оно снабжено пружинной муфтой, размещенной на штанге с возможностью свободного вдоль нее перемещения, режущий механизм содержит закрепляемый на штанге стальной цилиндр с установленной на нем цилиндрической центровочной муфтой, нижний торец которого имеет глубокое резьбовое отверстие под установочный винт, которым фиксируется пара режущих лопастей-клиньев в виде пропеллера, закрепленных на его плоской головке с возможностью свободного поворота в вертикальной плоскости и принятия V-образного и А-образного положения, а в фиксированном состоянии - положения под углом 90° к оси штанги, при этом угол
Figure 00000001
между режущими гранями клиньев составляет 15-35°.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для измерения твердости верхних слоев почвогрунта установочный винт имеет симметричное относительно головки цилиндрическое продолжение с концевой резьбой, на котором крепится центровочная муфта, а режущий пропеллер имеет обратную ориентацию.
3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что оно смонтировано на разборной штанге почвенного бура.
4. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что в качестве средства для измерения сопротивления грунта оно содержит динамометрический ключ.
Figure 00000002
RU2009147928/22U 2009-12-24 2009-12-24 Устройство для измерения твердости почвогрунтов вращательным срезом RU96250U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009147928/22U RU96250U1 (ru) 2009-12-24 2009-12-24 Устройство для измерения твердости почвогрунтов вращательным срезом

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009147928/22U RU96250U1 (ru) 2009-12-24 2009-12-24 Устройство для измерения твердости почвогрунтов вращательным срезом

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU96250U1 true RU96250U1 (ru) 2010-07-20

Family

ID=42686421

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009147928/22U RU96250U1 (ru) 2009-12-24 2009-12-24 Устройство для измерения твердости почвогрунтов вращательным срезом

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU96250U1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2699755C1 (ru) * 2018-11-28 2019-09-10 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова" (ФГБНУ "ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова") Устройство для измерения твердости почвогрунтов

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2699755C1 (ru) * 2018-11-28 2019-09-10 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова" (ФГБНУ "ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова") Устройство для измерения твердости почвогрунтов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Russell-Head et al. Ice-sheet flow properties derived from bore-hole shear measurements combined with ice-core studies
CN103806906B (zh) 岩/土体钻孔原位测试装置及方法
Monnet In situ tests in geotechnical engineering
CN111323257A (zh) 一种检测砌体中烧结普通砖抗压强度方法及应用
RU130710U1 (ru) Устройство для измерения твердости почвогрунтов вращательным срезом
RU96250U1 (ru) Устройство для измерения твердости почвогрунтов вращательным срезом
KR101011013B1 (ko) 표준관입시험장치를 이용한 원지반의 지지력 및 침하량 평가방법 및 측정장치
Londe The role of rock mechanics in the reconnaissance of rock foundations
Benson et al. Modulus testing of rock at the Churchill Falls underground powerhouse, Labrador
Emdal et al. Characterisation of quick clay at Dragvoll, Trondheim, Norway
Hai-feng et al. Evaluation of coefficient of permeability of saturated soils based on CPTU dislocation theory
Alshawmar Evaluation of compressibility, anisotropy and at-rest lateral earth pressure in Champlain Sea clays
Masoud et al. High quality and cost effective drilling system for prebored pressuremeter testing
CN206905679U (zh) 一种高精度测试混凝土构件凿毛深度的装置
Chow et al. Laboratory free falling penetrometer test into clay
CN106120693B (zh) 一种定量评价植物根系加固土工程特性的原位测试仪
RU2678919C1 (ru) Способ определения упруго-прочностных характеристик горных пород
Rahman et al. Design and Fabrication of a Low Cost Field Vane Shear Apparatus
Prater et al. Material testing procedures and equipment
CN211977906U (zh) 一种建筑工程专用倾斜度测量装置
Hussein et al. Bearing capacity of closed and open ended pipe piles in clayey soil
Olesiak Evaluation of undrained shear strength of miocene clay from the Weight Sounding Test (WST)
Chow et al. Rate effects in free falling penetrometer tests
RU49567U1 (ru) Устройство для определения набухания образцов горных пород
Merrifield Factors affecting the interpretation of the in-situ shear vane test

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20141225