Устройство для определения деформационных свойств грунтов

 

Изобретение относится к устройствам для определения механических свойств грунтов в массиве при инженерно-геологических изысканиях в строительстве. Целью изобретения является повышение точности определения деформационных свойств грунта естественного залегания. Устройство содержит корпус, выдвижной штамп с датчиком давления и упором, взаимодействующим посредством противолежащих выступов с направляющими корпуса и клиновидными концами нагрузочной вилки, в сквозных отверстиях которой с заданным шагом друг от друга в порядке уменьшения диаметра по направлению к концам размещены шарики. Вилка прикреплена к зубчатой рейке, имеющей уширение в верхней части, размещенной в неподвижной обойме, жестко соединенной с корпусом. Обойма состоит из двух соединенных между собой с зазором пластин с пазами, в которых размещены подпружиненные элементы захвата с возможностью взаимодействия с зубчатой рейкой. Уширение зубчатой рейки расположено внутри подвижной обоймы, состоящей из двух фигурных пластин с горизонтальными и вертикальными пазами, соединенных между собой с зазором, в котором смонтированы подпружиненные элементы захвата с возможностью взаимодействия с зубчатой рейкой. Вилка и подвижная обойма связаны с корпусом пружинами растяжения. Устройство содержит силовой пневмоцилиндр, связанный с источником давления, и устройство магнитной записи сигналов датчика давления. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (192 (112 (512 4 E 02 D 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4288354/23-33 (22) 22.07.87 (46) 30.09.89. Бюл. № 36 (71) Государственный институт по про.ектированию оснований и фундаментов (72) О,А.Черепанов (53) 624.131 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1048047, кл. Е 02 D 1/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1357496, кл. Е 02 D 1/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ГРУНТОВ (57) Изобретение относится к устройствам для определения механических свойств грунтов в массиве при инженерно-геологических изысканиях в строительстве. Целью изобретения является повышение точности определения деформационных свойств грунта естественного залегания, Устройство содержит корпус, выдвижной штамп с датчиком давления и упором, взаимодействующим посредством противолежащих выступов с направляющими корпусами и клиновидными концами нагрузочной вилИзобретение относится к устройствам для определения механических свойств грунтов в массиве при инженерно-геологических изысканиях в строительстве.

Целью изобретения является повышение точности определения деформационных свойств грунта естественного, залегания.

2 ки, в сквозных отверстиях которой с заданным шагом друг от друга в порядке уменьшения диаметра по направлению

< концам размещены шарики. Вилка при.<реплена к зубчатой рейке, имеющей уширение в верхней части, размещенной в неподвижной обойме, жестко соединенной с корпусом. Обойма состоит из двух соединенных между собой с зазором пластин с пазами, в которых размещены подпружиненные элементы захвата с возможностью взаимодействия с зубчатой рейкой. Уширение зубчатой рейки расположено внутри подвижной обоймы, состоящей иэ двух фигурных пластин с горизонтальными и вертикальными пазами, соединенных между собой с зазором, в котором смонтированы подпружиненные, элементы захвата с возможностью взаимодействия с зубчатой рейкой. Вилка и подвижная обойма связаны с корпусом пружинами растяжения. Устройство содержит силовой пневмоцилиндр, связанный с источником давления и устройство магнитной записи сигналов датчика давления. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

На фиг.1 изображен общий вид устройства при выдвинутом штампе; на фиг.2 — устройство, вид сбоку; на фиг.3 — узел I на фиг.2 в разрезе.

Устройство содержит корпус 1, выдвижной штамп 2 с установленным на нем датчиком давления и упором 3 в виде стакана с закрепленными на нем противолежащими выступами 4 и 5. На стака3 t 51133 не 3 смонтировано упругое уплотнительное кольцо 6, размещенное между съемной крышкой 7 корпуса 1 и жестким кольцом 8 взаимодействующим с выстуЭ

5 пами 4 и 5.

Выступы 4 выполнены с пазами под направляющие штыри 9 корпуса 1, а вы ступы 5 — со скосами под клиуовидные концы вилки 10, в сквозных отверстиях 10 которых с заданным шагом друг от друга в порядке уменьшения диаметра по направлению к концам, размещены шарики 11.

K вилке 10 прикреплена зубчатая рейка 12 с уширением в верхней части.

Рейка размещена в неподвижной обойме,, жестко соединенной с корпусом 1.

Неподвижная обойма состоит из двух соединенных между собой с зазором 20 пластин 13, выполненных с пазами. В зазоре между пластинами cMQHTHpOBBHbl собачки 14, выполненные со скошенныжт вырезами в верхней части и снабженные цилиндрическими штырьками 15, концы 25 которых расположены в пазах пластин

13. При этом собачки 14 установлены с боков зубчатой рейки 12 с возможностью взаимодействия с ее скошенными зубьями и с отогнутыми концами 30 пружин 16, прикрепленных к обойме, причем пружины 16 связывают обойму с вилкой 10.

Уширение зубчатой рейки 12 расположено внутри подвижной обоймы, выполненной из двух фигурных пластин

17 с горизонтальными и вертикальными пазами, соединенных между собой с зазором. В зазоре между пластинами смонтированы сухарики 18 со скошенными выступами в нижней части, размещенными в скошенных вырезах в верхней части собачек 14 неподвижной обоймы. Сухарики 18 снабжены цилиндрическими штырями 19, концы которых расположены в горизонтальных пазах пластин 17, и смонтированы по обеим сторонам рейки 12 с возможностью взаимодействия с ее скошенными зубьями и с отогнутыми концами пружин 20, 50 прикрепленных к подвижной обойме, причем пружины 20 связывают подвижную обойму с корпусом 1.

Между фигурными пластинами 17 с возможностью взаимодействия с сухариками 18, установлены фиксаторы

21, имеющие верхний и нижний выступы и снабженные цилиндрическими шпонками 22, концы которых размещены в

3 1 вертикальных пазах пластин 17.,Фик- . саторы 21 смонтированы по бокам уширения зубчатой рейки 12 с воэможностью взаимодействия с плоской пружиной 23, установленной в зазоре между пластинамь 1? и под планкой 24, неПодвижно закрепленной в верхней части подвижной обоймы. Е планке 24 примыкает полый шток 25 поршня 26 пневмоцилиндра, смонтированного в верхней части корпуса. Поршень 26 снабжен упругими контактами 27, соединенными кабелем 28 с устройством 29 магнитнои записи, к которому подключен датчик давления, установленный на штампе 2, Упругие контакты 27 смонтированы с возможностью взаимодействия с диэлектрическим кольцом 30, установленным внутри пневмоцилиндра под крышкой 31, к которой жестко прикреплена полая штанга 32.

Устройство работает следующим образом.

В собранном виде зонд посредством полой штанги 32 внедряют в массив исследуемого грунта на заданную глубину. От источника давления (не показан) подают сжатый воздух в пневмоцилиндр, поршень 26 которого посредством штока 25 перемещает подвижную обойму. При этом упругие кон-акты 27 замыкаются и включают устройство 29 магнитной записи, а пружины 20 растягиваются.

Зубчатая рейка 12, находясь в зацеплении с подпружиненньпж сухарика я 18, вместе с подвижной обоймой перемещается вниз через неподвижную обойму, а скошенные выступы в нижней части сухариков 18 свободно входят в скошенные вырезы собачек 14 неподвижной обоймы. При этом подпружиненные собачки 14 расходятся в стороны до момента, пока не войдут в зацепление со скошенными зубьями переместившейся вниз рейки 12, а подвижная обойма упрется в неподвижную, В этот момент вилка 10 с установленными на ее клиновидных концах шариками 11 переместится под скошенными выступами 5 штампа 2, вдавливая его в исследуе ый грунт на заданную величину„ упругое уплотнительное кольцо 6 сожмется, а пружины 16 растянутся.

Датчик давления„ установленный рВ штампе 2, воспримет отпор грунта под штампом, величину ко" îðîãî зарегистрирует устройство 29 магнитной запи5 15113 си. Затем сбрасывают давление в пневмоцилиндре, При этом поршень 26 под действием пружин 20 вместе с подвижной обоймой возвратится в исходное положение, скошенные выступы сухари5 ков 18 выйдут из скошенных вырезов собачек 14, а упругие контакты 27 разомкнутся, прерывая магнитную запись. ,Подпружиненные сухарики 18 войдут в зацепление со следующей парой зубьев рейки 12. Вновь подают давление в пневмоцилиндр. Операцию нагружения пневмоцилиндра и сброса в нем давления осуществляют до тех пор, пока по:ледняя пара шариков 11 не окажется под боковыми выступами 5 стакана 3 и штамп 2, перемецаясь ступеняж, внедрится в исследуемый грунт на максимально заданную величину деформации.

При последующем сбросе давления в пневмоцилиндре сухарики 18 вступят во взаимодействие с уширением зубчатой рейки 12 и раздвинутся в стороны до момента, когда фиксаторы 21 под давлением плоской пружины 23 опустятся и войдут в зацепление с сухариками 18 нижними выступами.

При очередном нагружении поршня

26 пневмоцилиндра и перемещении под- 3Q вижной обоймы вниз скошенные выступы в нижней части зафиксированных сухариков 18 вступят во взаимодействие со скошенными вырезами собачек 14 неподвижной обоймы. При этом собачки

14 отойдут в стороны от зубчатой рейки, выйдут из зацепления с ее скошенными зубьями и рейка 12 под действием пружин 16 переместится вверх до соприкосновения с верхними выступами фиксаторов 21. При ударе фиксаторы

21 получат перемещение вверх и их нижние выступы выйдут из зацепления с сухариками 18. При этом сухарики

18 и собачки 14 снова войдут в зацеп45 ление с зубьями рейки 12, которая после очередного сбрасывания давления займет первоначальное положение относительно подвижной и неподвижной обойм и корпуса 1, а концы вилки 10 с шариками 11 выидут из-под выдвижного штампа, который под действием упругого уплотнительного кольца 6 займет свое первоначапьное положение.

33 О

После этого устройство погружают на другую глубину исследуемого массива грунта или извлекают на поверхность и приступают к обработке ðåзультатов измерений.

Формула изобретения

1. Устройство для определения деформационных свойств грунтов, включающее корпус с полой штангой, размещенные в корпусе направляющие элементы, выдвижной штамп с упором, механизм нагружения, силопередающий элемент, механизм выдвижения и возврата штампа и измерительное приспособление, о т л и ч а ю ttII е е с я тем, что, с целью повьппения точности определения деформационных свойств грунта естественного залегания, силопередающий элемент выполнен в виде зубчатой рейки с уширением в верхней части, упор штампа выполнен в виде стакана, механизм выдвижения и возврата штампа — в виде подпружиненной вилки с клиновидными концами и подвижной и неподвижной обойм, каждая иэ которых состоит из двух пластин со сквозньп и пазами, неподвижно соединенных между собой с зазором„ при этом в пазах неподвижной обоймы размещены подпружиненные собачки, выполненные со скошенным вырезом в верхней части и снабженные направляющими штырями для удержания их в пазу, в зазоре между пластинами подвижной обоймы размещены фиксаторы и уширенный конец зубчатой рейки,.а в пазах — подпружиненные сухарики со скошенным выступом в нижней части.

2. Устройство по п,1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что стакан штампа выполнен с противолежащими выступами, два из которых выполнены с вырезами под направляюшие корпуса, а два других — со скошенными гранями °

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что клиновидные концы подпружиненной вилки выполнены со сквозными отверстиями под шарики, при этом отверстия размещены с заданным шагом, а диаметры шариков уменьшаются по направлению к концам вилки. I 511333

Составитель Н.Евстигнеев

Техред А.Кравчук Корректор Э.Лончакова

Редактор О.Спесивых

Заказ 5868/31 Тираж 589 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10,