SU1754846A2

SU1754846A2 - Pressure gauge

Info

Publication number: SU1754846A2
Application number: SU904879423A
Authority: SU
Inventors: Владимир Петрович Писаненко; Владимир Александрович Федоров
Original assignee: Западно-Сибирский Трест Инженерно-Строительных Изысканий
Priority date: 1990-11-01
Filing date: 1990-11-01
Publication date: 1992-08-15

Abstract

Использование: исследование физико- механических свойств грунтов при инженерно-геологических изыскани х при строительстве. Сущность изобретени : прессиометр имеет рабочий наконечник 2, выполненный в виде клина с датчиками давлени , установленнымЖТа ЩЯйЦЬ ёГо ра- бочей поверхностью и размещенными по ее высоте с посто нным шагом. В наконечнике образован петлеобразный kanafl 9 с дренирующими отверсти ми 10 дл подачи воды к грунту, что позвол ет Исследовать их в водонасыщенном состо нии. 3 ил. Я ± 00 ЈьUse: study of the physicomechanical properties of soils during engineering and geological surveys during construction. The essence of the invention: the pressiometer has a working tip 2, made in the form of a wedge with pressure sensors, installed by the TORQUE of its working surface and placed along its height with a constant pitch. A loop-shaped kanafl 9 is formed at the tip with drainage holes 10 for supplying water to the ground, which allows them to be investigated in a water-saturated state. 3 il. I ± 00

Description

СРиг.1SRG.1

Изобретение относитс к строительству , в частности к исследованию физико-механических свойств грунтов при инженерно-геологических изыскани х.The invention relates to the construction, in particular to the study of the physical and mechanical properties of soils in engineering geological surveys.

Известный прессиометр включает хво- стовик, рабочий наконечник, выполненный в виде клина, и датчики давлени , установленные в наконечнике заподлицо с его рабочей поверхностью и размещенные по ее высоте с посто нным шагом. Геометриче- ские размеры клина определ ютс из соотношений; а 6°, b : 2,5t, где а - угол между рабочими гран ми клина; b - ширина рабочей грани клина; t - максимальна толщина клина.The known pressiometer includes a tail, a working tip made in the form of a wedge, and pressure sensors mounted in the tip flush with its working surface and placed along its height with constant pitch. The geometrical dimensions of the wedge are determined from ratios; a 6 °, b: 2,5t, where a is the angle between the working faces of the wedge; b is the width of the working face of the wedge; t is the maximum wedge thickness.

Существенным недостатком прессио- метра вл етс невозможность непосредственного определени модул деформации весьма распространенных в природе структурно-неустойчивых грунтов в случае их за- мачивани водой.A significant disadvantage of the pressiometer is the impossibility of directly determining the modulus of deformation of structurally unstable soils that are very common in nature if they are soaked with water.

Дл выдачи подобных рекомендаций требуетс произвести длительное замачивание исследуемого грунтового массива с помощью специально пробуренных и обо- рудованных скважин с последующим неоднократным лабораторным контролем степени влажности исследуемых грунтов, Эта работа требует больших затрат труда, времени и материалов (вода, щебень, пара- фин, марл и т. д.).To issue such recommendations, it is necessary to make a long soaking of the soil mass under study using specially drilled and equipped wells followed by repeated laboratory monitoring of the moisture content of the soil studied. This work requires a lot of labor, time and materials (water, crushed stone, paraffin, gauze etc.).

Целью изобретени вл етс расширение функциональных возможностей за счет исследовани деформационных свойств грунта в водонасыщенном состо нии.The aim of the invention is to enhance the functionality by studying the deformation properties of the soil in a water-saturated state.

Указанна цель достигаетс тем, что в наконечнике выполнен петлеобразный канал дл подачи воды к исследуемому грунту .This goal is achieved by the fact that the tip has a loop-like channel for supplying water to the soil under study.

Предлагаемое выполнение наконечни- ка прессиометра позвол ет подавать воду к исследуемому грунту, моделиру таким образом аварийное замачивание исследуемой толщи и регистриру при этом с помощью датчиков давлени изменение его напр - женного состо ни , а, следовательно, и мо- дул деформации грунта.The proposed implementation of the pressure meter tip allows you to supply water to the soil being studied, thus simulating emergency soaking of the studied stratum and registering with the help of pressure sensors the change in its stress state, and, consequently, the modulus of the soil deformation.

На фиг. 1 изображен общий вид прессиометра со стороны рабочей грани клина; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - попе- речное сечение корпуса наконечника А-А на фиг. 1.FIG. 1 shows a general view of the pressure gauge from the side of the working face of the wedge; in fig. 2 - the same, side view; in fig. 3 is a cross section of the body of tip A-A in FIG. one.

Прессиометр содержит резьбовой соединительный хвостовик.1, рабочий наконечник 2, выполненный в виде клина, угол а между рабочими гран ми которого меньше или равен 6°, а ширина рабочей грани b и максимальна толщина клина t св заны соотношением b 2,5t. На рабочей поверхности клина размещены с посто нным шагом по высрте три герметично закрытые крышкой 3 тензометрические камеры 4, на чувствительную мембрану 5 которой наклеены тензометрические сопротивлени 6, соединенные кабелем 7 с регистрационным прибором (не показан). Узел подачи воды к грунту состоит из подвод щей трубки 8 канала 9 с дренирующими отверсти ми 10 диаметром 0,4-0,6 мм и отвод щей трубки 11. Открытые участки канала изолируютс от окружающего грунта герметиком 12. В качестве герметика можно использовать, например , эпоксидную смолу. Подвод ща и отвод ща гибкие трубки проход т вместе с кабелем внутри полых зондировочных штанг (на чертеже не показаны) и равны по длине мощности исследуемой толщи, Вместо дренирующих отверстий дл подвода воды к исследуемому грунту можно использовать пористый камень.The presiometer contains a threaded connecting shank. 1, a working tip 2 made in the form of a wedge, the angle and between the working faces of which is less than or equal to 6 °, and the width of the working face b and the maximum thickness of the wedge t are connected by the ratio b 2.5t. On the working surface of the wedge, three strain-gauge chambers 4 hermetically sealed with a cover 3 are placed with a constant step, on the sensitive membrane 5 of which strain-gauge resistors 6 connected by cable 7 to a recording device (not shown) are pasted. The water supply unit to the ground consists of an inlet pipe 8 of a channel 9 with drainage holes 10 with a diameter of 0.4-0.6 mm and a discharge pipe 11. The open sections of the channel are insulated from the surrounding soil with sealant 12. As a sealant, you can use, for example , epoxy resin. The supply and discharge flexible tubes run along with the cable inside the hollow sounding rods (not shown) and are equal in length to the thickness of the test thickness. Instead of drainage holes, porous stone can be used to supply water to the test soil.

Прессиометр работает следующим образом . С помощью гидроцилиндра, например , установки статического зондировани и полых зондировочных штанг (не показаны) через хвостовик 1 клиновидный рабочий наконечник 2 погружаетс в естественный грунт с поверхности земли с посто нной скоростью, например, 0,005 м/мин. При этом на уровне остри клина грунт всегда предполагаетс ненарушенным. В процессе погружени наконечника окружающий его грунт начинает перемещатьс преимущественно в направлении, перпендикул рном рабочей грани клина с посто нной скоростью, котора при а 6° равна 0,0026 м/мин. Это перемещение грунта задаетс клиновидным наконечником и зависит от рассто ни соответствующего измерительного уровн до остри клина. На участке линейного деформировани пропорционально перемещени м будут измен тьс и нормативные давлени . Дл того, чтобы в этом убедитьс следует иметь всего три измерительных уровн , что и реализовано в предлагаемом прессиометре.Pressiometer works as follows. Using a hydraulic cylinder, for example, a static sounding installation and hollow sounding rods (not shown), through the shank 1, the wedge-shaped working tip 2 is immersed into the natural soil from the surface of the earth at a constant speed of, for example, 0.005 m / min. In this case, at the level of the tip of the wedge, the ground is always assumed to be intact. In the process of immersing the tip, the surrounding soil begins to move predominantly in the direction perpendicular to the working face of the wedge at a constant speed, which at a 6 ° is equal to 0.0026 m / min. This movement of the soil is determined by the wedge-shaped tip and depends on the distance of the corresponding measuring level to the point of the wedge. In the linear deformation region, the standard pressures will also change in proportion to the displacements. In order to make sure of this, one should have only three measuring levels, which is realized in the proposed pressure meter.

На заданной программой испытаний глубине погружение прессиометра прекращаетс , а вдавливающа нагрузка полностью снимаетс . При этом ввиду малости угла а обеспечиваетс надежное самоторможение наконечника за счет сил трени грунта. На всех измерительных уровн х в этом случае происходит релаксаци напр жений до некоторых стабильных значений .At the depth specified by the test program, the immersion of the pressure gauge is stopped and the indentation load is completely removed. In this case, due to the smallness of the angle a, a reliable self-retardation of the tip is ensured due to the forces of ground rubbing. At all measurement levels, in this case, the stress relaxation to some stable values occurs.

Измеренные с помощью датчиков стабилизированные напр жени и вычисленные из геометрических соображенийStabilized voltages measured by sensors and calculated from geometrical considerations

соответствующие им перемещени , равные половике толщины клина по оси соответствующей тенэометрической камеры, на данной глубине - исходна информаци дл построени графика зависимости осадки штампа от нагрузки, на основании которого вычисл етс модуль деформации грунта при естественной влажности.the corresponding displacements equal to the rug of the wedge thickness along the axis of the corresponding teneometric chamber, at a given depth are the initial information for plotting the stamped load versus the load, on the basis of which the modulus of the soil deformation is calculated at natural humidity.

Далее, исключа любые силовые воздействи на прессиометр, в подвод щую трубку 8 с поверхности земли подают воду, котора по каналу 9 и через дренирующие отверсти 10 поступает к исследуемому напр женному грунту. Отвод ща трубка 11 в процессе заполнени магистрали водой во избежание возникновени воздушных пробок должна быть открыта.Further, excluding any force effects on the pressiometer, water is supplied to the inlet pipe 8 from the ground, which through the channel 9 and through the drainage holes 10 goes to the stressed soil under study. The diverter tube 11 must be opened in the process of filling the line with water in order to avoid air traffic jams.

В структурно-неустойчивых просадоч- ных, пучинистых, засоленных и т. п. грунтах при этом начнетс изменение стабилизиро- ванных в услови х естественной влажности значений напр жений до некоторого нового посто нного уровн , обусловленного воздействием поступающей в грунт воды. Полученные после воздействи воды стаби- лизированные давлени при неизменном уровне деформировани трансформируют построенный при естественной влажности график зависимости осадки штампа от нагрузки к новой конфигурации, котора и ис- пользуетс дл вычислени модул деформации исследуемого грунта под водой и далее дл вычислени характеристик про- садочности, пучинистости и т. п.In structurally unstable subsided, heaving, saline, etc., soils begin to change the stress values stabilized under the conditions of natural humidity to some new constant level due to the impact of water entering the soil. The stabilized pressures obtained after exposure to water at a constant level of deformation are transformed by plotting at natural humidity the stamp precipitate versus load to a new configuration, which is used to calculate the strain modulus of the soil under investigation and further to calculate the characteristics of fairness and heaving. etc.

После окончани опыта на данной глу- бине подвод ща трубка 8 отсоедин етс от бака с водой (не показано) и подключаетс к воздушному компрессору или к емкости соAfter completing the test at this depth, the inlet tube 8 is disconnected from the water tank (not shown) and connected to an air compressor or to a tank with

сжатым воздухом (не показаны) и оставша с в магистрали вода выдавливаетс через открытую отвод щую трубку 12 в бак с водой . Освобожденный от воды прессиометр погружаетс на следующую глубину и все перечисленные выше операции повтор ютс .with compressed air (not shown) and the remaining water in the line is squeezed out through the open discharge pipe 12 into the water tank. The pressiometer released from water is immersed to the next depth and all the above operations are repeated.

Использование прессиометра позволит расширить область его применени на структурно-неустойчивые грунты, которые измен ют свои деформационные свойства при поступлении в них воды. Конструкци канала в виде петли позвол ет в широких пределах управл ть водным потоком: подавать и удал ть воду, создавать в воде дополнительное давление с помощью сжатого воздуха. В интервале глубин от 0 до 9,8 м за счет капилл рного взаимодействи воды со стенками тонких подвод щей и отвод щей трубок можно при закрытых кранах подвесить воду в канале, обеспечив тем самым нулевое и даже отрицательное давление в воде. Роль дросселирующих отверстий при этом выполн ют запорные краны, расположенные на подвод щей и отвод щей трубках и позвол ющие обеспечить эффективное замачивание грунта, не подверга его размыву .The use of a pressure meter will allow it to expand its field of application to structurally unstable soils, which change their deformation properties when water enters them. The design of the channel in the form of a loop makes it possible to control the water flow over a wide range: to supply and remove water, to create additional pressure in water using compressed air. In the depth interval from 0 to 9.8 m, due to the capillary interaction of water with the walls of thin supply and discharge pipes, it is possible to hang the water in the channel with the taps closed, thereby ensuring zero and even negative pressure in the water. In this case, the role of throttling openings is performed by shut-off valves located on the inlet and outlet tubes and allowing for effective soaking of the soil without subjecting it to erosion.

Claims

Formula of invention Pressiometer according to the author. St. No. 1645364, characterized in that, in order to expand the functionality by examining the deformation properties of the soil in a water-saturated state, a loop-like channel with drainage holes is provided in the tip for supplying water to the soil under study.

ft instrument

FIG. 3