Грунтонос

 

Изобретение относится к устройствам для отбора грунтов, может быть использовано при инженерно-геологических изысканиях при строительстве и позволяет расширить диапазон применения грунтоноса, повысить репрезентативность кернов грунта и точность определения физико-химических свойств грунта. Грунтонос содержит грунтосборник 1 (Г) со средней 2 и верхней 3 камерами, вьшолненнный в виде цилиндрического корпуса, снабженного верхней крышкой 9 (К), ножом-резаком 11, рабочими кольцами и прокладками, имеющими прорези под петли-резаки для разделения керна грунта на несколько образцов . В Г 1 установлены датчики 8 :порового дава ig g BSISiR SUSSEX

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 N 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСИОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) . 3767492/23-26 (22) 29.06.84 (46) 23.09.86. Бюл. Р 35 (71) Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени инженерно-строительный институт (72) А.В. Голли, H.Á. Лисюк и О.А. Шулятьев (53) 543.053(088.8) (56) Ребрин Б.М. Бурение скважин при .инженерно-геологических изысканиях.—

М.: 1973, с. 226.

Авторское свидетельство СССР

У 983487, кл. G Ol N 1/04, 1983.

Цытович Н.А. Механика. грунтов.

М.: 1983, с ° 246.

Авторское свидетельство СССР

Р 88 1196, кл. Е 02 D 1/04, 1979.

„.SUÄÄ 1259133 А1 (54) ГРУНТОНОС (57) Изобретение относится к устройствам для отбора грунтов, может быть использовано при инженерно-геологических изысканиях при строительстве и позволяет расширить диапазон применения грунтоноса, повысить репрезентативность кернов грунта и точность определения физико †химическ свойств грунта. Грунтонос содержит грунтосборник 1 (Г) со средней 2 и верхней 3 камерами, выполненнный в виде цилиндрического корпуса, снабженного верхней крышкой 9 (K) ножом-резаком 11, рабочими кольцами и прокладками, имеющими прорези под петли-резаки для разделения керна грунта на несколько образцов . В Г 1 установлены датчики 8 порового дав-, („

1259133 ления для его.контроля в поровой воде отобранного керна по его высоте.

К 9 Г 1 снабжена односторонним пружинным клапаном 10 для удаления избыточной грунтовой воды при отборе керна. В средней камере 2 расположен шток 12 поршня 13, а в верхней

Изобретение относится к области инженерно-геологических изысканий для строительства, в частности к устройствам для отбора грунтов.

Цель изобретения — расширение диапазона применения грунтоноса путем обеспечения отбора кернов слабых водонасьпценных глин и песков с минимальным нарушением их природного сложения, а также повышение репрезентативности кернов грунта и точности определения физико-механических свойств исследуемого образца грунта (пористость, удельный вес, влажность, деформационные и прочностные характеристики) путем получения керна грунта ненарушенной структуры.

На фиг. 1 изображен грунтонос, общий вид, на фиг,, 2 — то же, в разрезе, на фиг. 3 — узел f на фиг. 2; на фиг. 4 — разрез А-А на фиг, 2, на фиг. 5 — узел II на фиг, 4, Грунтонос .состоит из грунтосборника 1, средней 2 и верхней 3 каме— рами. Грунтосборник 1, служащий для отбора кернов грунта, состоит из тонкостенного корпуса 4, в котором установлены рабочие кольца компрессионного прибора 5, позволяющие измерять боковое давление и соединенные меж.ду собой прокладками 6. В последних выполнены прорези под петли-резаки 7 для разделения керна грунта на несколько образцов. В грунтосборнике 1 установлены датчики 8 поро-— вого давления, позволяющие контролировать давление в поровой воде отобранного керна грунта по его высоте.

Верхняя крышка 9 грунтосборника 1 снабжена односторонним пружинным клапаном 10, позволяющим удалить иэ грунтосборника 1 избыточную грунтакамере 3 — шток 14 поршня 15. К нижней части средней камеры 2 жестко прикреплены направляющие I 6, имеющие продольные пазы для перемещения ножей-затворов 18, служащие для подрезки отбираемого грунта от массива.

1 з.п.ф-лы, 5 ил.

2 вую воду при отборе керна. Нижнюю часть грунтосборника 1 составляет нож-резак 11, который образуется путем заточки нижней кромки цилиндрического корпуса грунтосборника 1.

Последняя имеет сложное очертание, образованное при усечении цилидрического корпуса грунтосборника 1 двумя симметричными цилиндрическими

10 поверхностями, образующие которых перпендикулярны образующей корпуса грунтосборника 1. К верхней крышке грунтосборника 1 жестко на резьбе крепится шток 12 поршня 13 сред15,ней камеры 2. К верхней крышке последней жестко на резьбе крепится шток 14 поршня 15 верхней камеры 3.

К нижней части внешней стороны сред-! ней камеры 2 жестко на сварке кре20 пятся направляющие 16, которые представляют собой четыре сплошных металлических стержня квадратного сечения, попарно параллельные в верхней части и Ч -образные в нижней части, 25 причем изогнутые так, что они повто ряют форму ножа-резака 11. Каждая пара направляющих 16 сходится и же стко соединяется в нижней точке. Средняя камера 2 предназначена для приведения направляющих 16 в движение.

В направляющих 16 выполнены продольные пазы 17, по которым в направляющих 16, перемещаются два ножа-затвора 18, служащие для подреэки отбираемого грунта от массива, удержания его в грунтосборнике 1 и перевода грунтоноса в закрытое состояние. Ножи-затворы 18 тесно прижимаются к бо- ковым вырезам 19 в ноже-резаке 11 °

40 Пазы 17 направляющих 16 изнутри облицованы фторопластом 20 для обеспечения скольжения ножей-затворов 18 по лазам 17 направляющих 16 и герме1259133

3 тиэации стыка между направляющей 16 и ножом-затвором 18. Ножи-затворы

18 представляют собой прямоугольные гибкие пластины, выполненные из листового железа. При перемещении по пазам 17 направляющих 16 ножи-затворы 18 изгибаются и принимают форму направляющих 16. Один из ножей-затворов 18 длиннее другого так, что при их перемещении по облицованным фто- !О ропластом 20 лазам 17 направляющих

16 один нож-затвор 18 опережает другой и при их стыке торец более,короткого ножа-затвора 18 упирается в боковую сторону более длинного. То-f5 рец короткого ножа-затвора 18 отделан фторопластом 21 так, что при стыке ножей-затворов 18 образуется контакт "металл-фторопласт", что повышает надежность и герметичность сты- 20 ка. Ножи-затворы 18 закрывают боковые отверстия 19 в ноже-резаке 11, являющегося частью грунтосборника 1.

Ножи-затворы 18 жестко соединены с верхней камерой 3 с помощью специаль-25 ных штанг 22 и планок 23.. Металлические планки 23 при помощи болтового соединения жестко крепятся к ножам- . затворам 18. Верхняя крышка средней камеры 2 снабжена штуцером 24 для подачи давления в среднюю камеру 2.

Верхняя крышка верхней камеры 3 снабжена штуцером 25 для подачи давления в верхнюю камеру 3, Верхняя камера 3 соединена при по-35 мощи резьбового соединения со штангой 26, которая служит для передачи нагрузки на устройство с поверхности земли. К штуцеру 24 верхней крышки средней камеры 2 крепится шланг 27 40 для подачи давления в надпоршневую часть средней камеры 2. K штуцеру 25 верхней крышки верхней камеры 3 крепится шланг 27 для подачи давления в надпоршневую часть веРхней каме- 45 ры 3.

Грунтонос работает следующим об.— разом.

Навинченный на штангу 26 грунтонос в закрытом состоянии опускается на дно скважины, Закрытым состоянием является следующее: направляющие 16 в крайнем нижнем положении, ножи-затворы 18 плотно закрывают грунтосборник 1. В подпоршневую часть>> верхней камеры 3 через штуцер 25 подается давление. Это приводит к перемещению поршня 15 штока 14 и средней камеры 2, жестко соединенной со штоком 14, вниз. Криволинейные направляющие 16 также перемещаются вниз, так как они жестко соединены со средней камерой 2. При этом верхняя камера 3 остаатся в неподвижном состоянии. Гибкие ножи-затворы 18, расположенные в пазах 17 направляющих

16 и повторяющие форму криволинейной части направляющих 16, вниз не перемещаются, так как они жестко соединены с верхней камерой 3. По мере перемещения направляющих 16 вниз гибкие ножи-затворы 18, оставаясь на месте, выходят иэ пазов 17 криволинейной части направляющих 16 и вследствие своей гибкости раскрываются, распрямляясь. Нижнее положение поршня 15 верхней камеры 3 соответствует полному раскрытию ножей-затворов 18.

При полном раскрытии ножей-затворов их нижняя часть остается в пазах 17 прямолинейной Верхней части направляющих 16. При своем раскрытии ножизатворы 18 прижимаются к ножу-резаку

11, не позволяя грунту с нарушенной структурой попасть в грунтосборник 1

Затем через штуцер 24 подается давление в надпоршневую часть средней камеры 2. Вследствие этого происходит перемещение вниз поршня 13 и штока 12, а следовательно, и жестко закрепленного со штоком 12 грунтосборника 1, который при движении вниз врезается в массив грунта с ненарушенной структурой. При этом камеры 2, 3 и жестко закрепленные с верхней камерой 3 ножи-затворы 18 остаются на месте. Крайнее нижнее положение поршня 13 соответствует полному заполнению грунтосборника 1 грунтом с ненарушенной структурой.

Отделение керна грунта от массива проводится следующим образом.

Сбрасывается давление в подповшневой части средней камеры 2. К штанге

26 прикладывается вертикальная нагрузка. Под действием этой нагрузки происходит перемещение средней камеры 2, верхней камеры 3, направляющих 16 и ножей-затворов 18 вниз., Вреэаннйй в грунт грунтосборник 1 и шток 12 средней .,амеры 2 вниз не перемещаются. Затем сбрасывается давление в надпоршневой части верхней камеры 3. К штанге 26 снова прикладывается вертикальная нагрузка. Под действием этой нагрузки происходит

1259133

5 перемещение верхней камеры 3 и ножейзатворов 18 вниз. Средняя камера 2 при этом вниз не движется, так как давление в надпоршневой части верхней камеры 3 сброшено, и при приложении вертикальной нагрузки к штанге 26 поршень 15, а с ним шток 14 и средняя камера 2 перемещаются вверх относительно верхней камеры 3. Врезанный в грунт грунтосборник i не перемещается вниз. При движении вниз ножи-затворы 18 подрезают грунт вокруг ножа-резака 11 и замыкаются в своем крайнем нижнем положении, удерживая грунт в грунтосборнике 1.

Формула из обретения

1. Грунтонос содержа1ций грунтосборник, выполненный в виде цилиндри-! ческого корпуса, снабженного верхней крышкой, ножом-резаком, рабочими кольцами и прокладками с гибкими элементами, о т л и ч а .ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона применения грунтойоса, повышения репрезентативности кернового грунта и точности определения физико-химических свойств исследуемого грунта, он снабжен двумя установленными последовательно одна над другой камерами, выполненными в виде цилиндров, снабженных верхней крышкой, штоком и

10 поршнем, причем шток верхней камеры соединен с верхней крышкой средней камеры, а шток средней камеры — с верхней крышкой грунтосборника,грунтосборник снабжен ножами-затворами, 15 выполненными в виде прямоугольных гибких пластин, а средняя камера снабжена направляющими, по длине которых выполнены пазы под ножи-saтворы, при этом верхняя крьппка и кор20 пус груйтосборннка снабжены датчика- г

/ ми порового давления.

2. Грунтонос по п, 1, о т л и ч аю шийся тем, что ножи"затворы выполнены из пружинной стали.

1259133

17 юг.5

Составитель Л. Горяйнова

ТехРед М.Моргентал Корр екторМ. Демчик

Редактор Н. Марголина

Тираж 778

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и .открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Заказ 5759

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4