SU1488387A1 - Уctpoйctbo для иcпыtahия гpуhtob b ckbaжиhe - Google Patents

Description

Изобретение относится к строительству и предназначено для получения информации о механических свойствах грунтовых оснований в процессе инженерно-геологических изысканий.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

На фиг.1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - сечение В-В на фиг.1; на фиг.5 - вид Г на фиг.2; на фиг.6 - сечение Д-Д на фиг.-5; на фиг. 7-сечение Е-Е на фиг. 2.

Устройство для испытания грунтов в скважине содержит раздвижные штампы 1, сердечник 2 с поршнями 3 и гидроцилиндрами 4. Поршни 3 помещены внутрь полого сердечника 2, который для них служит гидроцилиндр,ом. Поршни 3 разделяют объем серденичка 2 на две гидроплости 5 и 6. В свою очередь, объем внутри гидроцилиндра 4 разделен втулкой 7, закрепленной на серденике 2, на две несообщающиеся между собой гидрополости 8 и 9. Гидрополости 5, 6, 8 и 9 сообщены посредством гидрокоммуникаций с источником давления, размещенным на ин

поверхности массива вне скважины. Корпус каждого гидроцилиндра 4 выполнен совместно с кулачками 10, Толкатели 11 выполнены с концевыми заплечиками 12 и установлены в направляющих 13, закрепленных на сердечнике 2, размещены своими концевыми заплечиками 12 с одной стороны в Т-образных пазах 14 кулачков 10, а с другой стороны - в Т-образных пазах 15 штампов 1. На сердечнике 2 размещены верхний и нижний ползуны 16, связанные с поршнями 3 с помощью штоков 17. Ползуны 16 установлены с возможностью скольжения вдоль сердечника 2. На каждый из ползунов 16 опирается пара консолей 18 диаметрально противоположных штампов 1. Верхний и нижний ползуны 16 размещены в пазах 19, выполненных вдоль консолей 18 в плоскости, перпендикулярной оси сердечника 2. На внешней поверхности штампов 1 имеются поперечные ребра 20. Внутренняя по’лость устройства защищена крышками с открытыми пазами 21.

Для выравнивания движений гидроцилиндров 4 служит система, состоящая из коромысла 22 и шатуна 23, соединенных между собой цилиндрическими шарнирами 24, шатуны 23 связаны с гидроцилиндрами 4 шарнирами 25, а коромысло 22 шарнирно установлено на оси 26, закрепленной в сердечнике 2.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении штампы 1 максимально приближены к сердечнику 2, а гидроцилиндры 4 смещены к центру сердечника 2. Устройство на канате погружают в скважину на расчетную глубину. Источник, давления, расположенный на поверхности массива, подключают к полости 8 и рабочую жидкость под давлением подают в эту полость» В результате гидроцилиндры 4 начинают смещаться вдоль сердечника 2 от центра к периферии. Так как все шатуны 23 выполнены одинаковыми, а плечи коромысла 22 имеют равную длину, то, несмотря на возможную несимметричность эпюры давлений по длине штампа, гидроцилиндры 4 с кулачками 10 имеют равные, но противоположно направленные вдоль сердечника 2, скорости движения. ·. Тем самым обеспечивается параллельность штампов 1 оси сердечника 2 при нагружении стенки скважины. Кулачки 10 своими наклонными плоскосями воздействуют на толкатели 11, которые смещаются в направляющих 13 в плоскости, перпендикулярной оси сердечника 2 и, следовательно, оси скважины и, преодолевая сопротивление грунта, вдавливают штампы 1 в стенку скважины. При этом консоли 18 поверхностями своих пазов 19 проскальзывают относительного верхнего и нижнего ползунов 16. Измерительные приспособления отрабатывают сигналы,, пропорциональные величине смещения X; штампов 1 в направлении стенки скважины. Величину смещения - осадки X,· и соответствующее осадке давление в гидрополости 8 регистрируют.

Для вычисления модуля деформации строят график зависимости осадки от давления на поверхности штампа и по известной методике вычисляют модуль деформации Е. Далее продолжают испытания по определению прочностных характеристик грунта. Для этого ступенями повышают нормальное давление на поверхности штампов 1. На каж-: дой ступени производят поступательный срез грунта, для чего гидрополости 5 соединяют с источником давления. Под давлением поршни 3 сдвигаются в противоположные стороны к центру сердечника 2 и передают усилие через штоки 17 и ползуны 16 на консоли 18 и далее на взаимодействующие с ними штампы 1.

Верхний и нижний ползунв 16 взаимодействуют с одной парой диаметрально противоположных штампов 1. Благодаря наличию продольных пазов 15 штампы 1 сдвигаются вдоль оси скважины по заплечикам 42.толкателей 11 как по направляющим параллельно оси сердечника 2 вдоль оси скважины. При этом пары накрест лежащих штампов 1, взаимодействующие с верхним и нижним ползунами 16, сдвигаются в противоположные стороны: одна пара диаметрально противоположных штампов 1 сдвигается вниз,' другая пара вверх. Сдвигаясь вдоль стенки скважины, штампы 1 производят срез грунта со стенок скважины. 0 величине касательных напряжений, возникающих при срезе , судят по давлению жидкости в гидрополостдх 5 и площади внешней поверхности штампов 1. Ка5 и соответ- 4) сательное напряжение ствующее этому напряжению нормальное давление ς· на штампах 1 регистрируют. ^} • 5

Давление в гидрополостях 8 гидроцилиндров 4 ступенчато повышается, затем повышается давление в гидрополостях 5, в результате чего произ- ιθ водится срез грунта со стенки скважины. При этом регистрируют касательные напряжения среза Произведя несколько циклов таких испытаний и получив массив значении пар , су _; 15 строят график в координатах ς, и, используя график, по известной методике определяют угол внутреннего трения V и удельное сцепление с.

Затем гидрополости 6 и 8 соединяют со ₂о сливом, а гидрополости 5 и 9 - с источником давления на поверхности.

В результате штампы 1 с консолями 18, толкатели 1Г гидроцилиндров 4 с кулачками 10, ползуны 16, поршни 25 3 со штоками 17 возвращаются в исходное положение и устройство извлекают с помощью каната из скважины.

Claims (1)

1. о р м у л а и з о б р е т е н и я Устройство для испытания грунтов в скважине, включающее раздвижные штампы, полый сердечник с поршнями, гидроцилиндры с кулачками, размещенные на полом сердечнике, толкатели, установленные н направляющих, закрепленных на сердечнике, источники давления и измерительные приспособления, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно снабжено верхним и нижним ползунами, поршни сердечника - штоками, а диаметрально противолежащие штампы парой консолей с пазами в плоскости, перпендикулярной оси сердечника, при этом штампы и кулачки выполнены с внутренними Т-образными пазами, а толкатели - с концевыми заплечиками, размещенными в Т-образных пазах штампов и кулачков, верхний и нижний ползуны установлены на сердечнике и соединены со штоками его поршней, одна пара консолей диаметрально противоположных штампов оперта на верхний ползун, а другая - на нижний.