SU850798A1

SU850798A1 - Device for measuring the mechanical properties of soil

Info

Publication number: SU850798A1
Application number: SU792836351A
Authority: SU
Inventors: Лено Самвелович Амарян
Original assignee: Производственный И Научно-Исследовательс-Кий Институт По Инженерным Изысканиямв Строительстве
Priority date: 1979-10-03
Filing date: 1979-10-03
Publication date: 1981-07-30

Description

(54) УСТТОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГРУНТА(54) DEVICE FOR DETERMINING THE MECHANICAL PROPERTIES OF THE SOIL

Изобретение относитс к инженерным изыск ни м в строительстве, а именно к устройствам дл определени механических свойств грунтов в полевых услови х. Известны устрюйства дл определени сжимаемости и прочности грунтов в скважинах и шурфах {1 . Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство дл определени механических свойств грунтов в полевых услови х, включаю щее корпус с гидроцилиндрами и перфорироваю1ыми распорными штампами, с;; занными с нагрузочным, измерительным и замачивающим приспособлени ми 2. Недостатком известных устройств вл етс на ичие резиновой камеры, ограничивающей пртменеиме высоких давлений, а получаемые результаты не строго соответствуют реальной работе жестких систем в грунте. Цель изобретени - расширение области при менени путем обеспечени приложени статической и сдвигающей нагрузок в скважине. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл опрелеле1ш механических СВОЙСТВ грунтов в полевых услови х, включающем корпус с гидроцилиндрами и перфорированными распорными штампами, св занными с нагрузочным, измерительным и замачивающим приспособлени ми, оно снабжено механизмом сдвига и установленными по обонм концам корпуса центраторами с ножами, причем вьшолнены с зубчатой рабочей поверхностью и св заны с механизмом сдвига. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство с гладкими штампами дл испьггани грунтов на сжимаемость; на фиг. 2 - то же, с зубчатыми штампами дл сдвиговых испытаний; иа фиг, 3 - вид А на фиг. 1; на фиг. 4 - полые штампы дл испытани грунтов с предварительным замачиванием. Устройство состоит из корпуса 1 с гидроцнлиндрами 2 и перфорированными распорными штампами 3, св занными с нагрузочным устройством, состо щие из гидроцилиндра 4, рейки 5, шкива 6, груза 7, измерительного приспособлени , состо щего из тросовой петли 8, ролика 9, троса 10, измерител П, замачивающего приспособлени , состо щегоThe invention relates to engineering surveys in construction, namely, devices for determining the mechanical properties of soils in field conditions. There are known devices for determining the compressibility and strength of soils in wells and pits {1. Closest to the present invention is a device for determining the mechanical properties of soils under field conditions, including a housing with hydraulic cylinders and punched spacer dies, with ;; associated with load, measuring and soaking devices. 2. A disadvantage of the known devices is the use of a rubber chamber that limits the high pressures, and the results obtained do not strictly correspond to the actual operation of rigid systems in the ground. The purpose of the invention is to expand the field of application by ensuring the application of static and shear loads in the well. The goal is achieved by the fact that in the device for determining mechanical properties of soils in field conditions, including a housing with hydraulic cylinders and perforated spacer dies associated with loading, measuring and soaking devices, it is equipped with a shearing mechanism and mounted on the ends of the housing with centralizers knives, which are made with a toothed working surface and are associated with a shear mechanism. FIG. 1 shows the proposed device with smooth dies for compressing soils for compressibility; in fig. 2 - the same, with gear punches for shear tests; FIG. 3, view A in FIG. one; in fig. 4 - hollow dies for testing soils with pre-soaking. The device consists of a housing 1 with hydraulic cylinders 2 and perforated spacer dies 3 connected with a loading device, consisting of a hydraulic cylinder 4, a rail 5, a pulley 6, a load 7, a measuring device consisting of a cable loop 8, a roller 9, a cable 10 , meter P, soaking device, consisting

из емкости 12, трубопровода 13, механизма сдвета, состо щего из груза 14, шкива 15, соединенного со штангами 16, ueHTpaTOpaivm с кожами 18. причем штампы 3 оснащены Зубчатой поверхностью 19.from the tank 12, the pipeline 13, the gear mechanism, consisting of the load 14, the pulley 15 connected to the rods 16, ueHTpaTOpaivm with the skins 18. Moreover, the dies 3 are equipped with the Serrated surface 19.

Устройство работает следующим образомРабочий орган прибора со штампами 3, прижатыми к корпусу 1 (фиг. 1 и 3) погружают 8 сквалошу через штанги 16, Так как корпус оснащен спереди подвижными зачистными рожами 18 (фиг. 1 и 2), вл ющимис однойременно направл ющими центраторами, то при этом они срезают стенки скважины по форме рабочего органа (фиг. 3) и исключают уход в сторону устройства от оси сква кны . Внедрив рабочий орган в скважину до з;адз1-шой глубины, тросик 10 прикрепл ют к фмерителю 11 и с помощью грузов 7 диска 6 Ц рейки 5 прикладывают первую ступень нагрузки на пздроцилиндр 4, поддержива ее посто нной до стабилизации перемещени штампов 3, устанавливаемого по измерителю. Давление жидкости от гидроцилиндра 4 передаетс встроенным цилиндрам 2, штоки которых перемещают штампы 3, вт гива внутрь корпуса тросовую петлю 8, присоединенную обоими Концами к штампам и накинутую на родик 9, что автоматически осредн ёт значени перемещений двух штампов через тросик 10 и измеритель П.The device operates as follows: The instrument body with the dies 3 pressed against the housing 1 (Fig. 1 and 3) immerses 8 squalls through the rods 16. Since the case is equipped with movable cleaning masks 18 in front (Fig. 1 and 2), which are simultaneously guiding centralizers, at the same time, they cut off the walls of the well according to the shape of the working body (Fig. 3) and exclude moving away from the well axis to the device. Having inserted the tool into the borehole up to the depth of 3, depth 15, the cable 10 is attached to the meter 11 and with the help of weights 7 of the disk 6 C of the rail 5, the first load on the hydraulic cylinder 4 is applied, keeping it constant until the dies 3 stabilize the gauge. The fluid pressure from the hydraulic cylinder 4 is transmitted to the built-in cylinders 2, the rods of which move the dies 3, pull the loop of cable 8 inside, attached to both dies to the dies and throw it on the rod 9, which automatically averages the movement of the two dies through the cable 10 and gauge P.

После первой прикладывают вторую и последующие ступени нагрузки, устанавлива при каждой ступени величину. стабилизированного перемещени штампов, используемого дл : Подсчета величины модул деформации грунта. По окончании опыта снимают грузы 7, обратным вращением диска 6 перемещают рейку вверх, возвраща в исходное положение штампы 3. При необходимости проведени испытаний на другой глубине перемещают KopnjC 1 и прозйзод т опыт в указанной выше последовательности .After the first one, the second and subsequent load steps are applied, set at each step of the value. stabilized movement of dies used for: Calculation of the magnitude of the modulus of soil deformation. At the end of the experiment, the weights 7 are removed; by rotating the disc 6, the rail is moved upwards, returning to the initial position the dies 3. If necessary, testing KopnjC 1 is moved to a different depth and the experience is carried out in the above sequence.

Испытани на сдвиг осуществл ют шта1«паivGj 3, оснаще}шыми зубь ми (фиг. 2). Нагружеггие зубчатых штампов при сдвиге ocyuiecxвл ют так же, как в предыдущем случае. После стабилизации перемещений зубчатых штампов 3 при посто нном на них давлении осуществл ют сдвиг путем перемещени рабочего органа вверх посредством штанг 16 и блочного мехЗнизма сдвига. Этот процесс осуществл ют медленным приложением, грузов 14 до возникновени прогрессирующего перемещени рабочего органа. Зна величину давлени на зубчаTbis штампы 3, их площадь и ма1ссимальное усилие при сдвиге, определ ют общее сопротивление сдвигу. С целью исключени трени зачистных ножей 18 о грунт последние имеют поданжноеть в осевом направлении. При погруженрй устройства в скважину они за счет сопротивлени грунта занимают верхнее положение по отношению к корпусу 1, а в процессе сдвига остаютс на месте, обеспечива перемещение штампов 3 с зубь ми без вли ни дополнительного трени . Дл определени угла внутреннего трени и сцеплени провод т сдвиговые испытани при трех-четырех ступен х давлений (после предварительной зачисткиThe shear tests are carried out by the head of the pivGj 3, equipped with teeth (Fig. 2). The loading of the toothed dies when shifting the ocyuiecx is the same as in the previous case. After stabilization of the movements of the gear dies 3 at a constant pressure on them, shear is carried out by moving the working body upwards by means of rods 16 and block shear mechanism. This process is carried out by a slow application of weights 14 before the progressive movement of the working member. By knowing the magnitude of the pressure on the teeth of the dies 3, their area and the maximum shear force, the total shear resistance is determined. In order to eliminate the friction of the sweeping knives 18 o the soil, the latter have a pivot in the axial direction. When the devices are immersed in the well, they, due to the resistance of the soil, occupy the upper position with respect to the housing 1, and in the process of shearing remain in place, ensuring the movement of the dies 3 with the teeth without the influence of additional friction. To determine the angle of internal friction and adhesion, shear tests are carried out at three to four pressure levels (after preliminary cleaning

зубьев и стенки скважины) путем графического построени зависимости сопротивлени сдвигу от давлени .teeth and borehole walls) by graphically plotting the shear resistance versus pressure.

При испытани х просадочных грунтов на сжимаемость и прочность устройство имеет приспособлени , состо щие из емкости 12 и трубопроводов 13, обеспечивающие предварительное замачивание зоны взаимодействи штампов 3 с грунтом водой через полые штампы с отверсти ми (фиг. 4). В этом случае после погружени устройства на заданную глубину осуществл ют нагружение по изложенной выше программе (сжатие или сдвиг), фиксируют величину стабилизированного перемещени штампов, после чего открывают краник емкости 12 воды,When testing subsidence soils for compressibility and strength, the device has devices consisting of a tank 12 and pipelines 13, which provide preliminary soaking of the zone of interaction between the dies 3 and the ground with water through hollow dies with holes (Fig. 4). In this case, after immersing the device to a predetermined depth, loading is performed according to the above program (compression or shear), the amount of stabilized movement of the dies is fixed, and then the faucet of the water tank 12 is opened,

обеспечива доступ ее к штампам 3 и в зону испытаний. При |1асыщении просадочного грунта водой происходит дополнительна просадка, фиксируема измерителем 11 или снижение прочности, устанавливаемое при сдвиге черезproviding access to the stamps 3 and in the test area. When | 1 saturation of the subsidence of the soil with water occurs an additional drawdown, fixed by the gauge 11 or decrease in strength, which is established during shear through

диск 15, Эти процессы в достаточной мере обеспечивают определение показателей просадочности и снижени прочности грунта после замачивани . Характерными представител ми просадочных грунтов вл ютс лессовые грунты.disk 15, these processes sufficiently provide for the determination of the subsidence and the strength of the soil after soaking. Typical representatives of subsidence soils are loess soils.

Claims

1. Trofimenkov Yu. G. and others. Field methods for studying the construction properties of soils. M., stroiizdat, 1974.

2. Grounds. Field test method with static loads. GOST 12374-77.

//

(pu.f

/ 5 --Г

/ V

V

FIG. 2

(rig.