Устройство для определения деформативных и динамических характеристик грунтов

 

Изобретение относится к инженерно-строительным изысканиям, в частности к устройствам для определения статических и динамических характеристик грунтов, необходимых при проектировании и расчете фундаментов под машины с динамическими нагрузками. Целью изобретения является повышение точности измерения. Устройство для определения деформативных и динамических характеристик грунтов содержит зонд с эластичной оболочкой, соединенный трубопроводом с измерителем объема и давления жидкости, полую трубу с закрепленной на ней камерой с кольцевой мембраной, дополнительный трубопровод, который соединен с гидропульсатором. При этом полая труба с камерой размещены соосно в зонде. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111

5 А1 (я(1 g Е 02 D 1/02 и ), 0,1э

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6 3 (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fNHT СССР (21) 4372966/31-33 (22) 01. 02. 88 (46) 07. 10.89. Бюп. У 37 (71) Уральский политехнический институт им. С.И. Кирова (72) В. Г. Елпанов, С.А. Коваленко и Н.Д.Березин (53) 624.131.382(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 221364, кл. Е 02 Р 1/00, 1966;

Авторское свидетельство СССР

Ф 1094898, кл. Е 02 D 1/00, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОР-

МАТИВНЫХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

ГРУНТОВ (57) Изобретение относится к инженер,!

Изобретение относится к инженерностроительным изсканиям, в частности к устройствам для определения статических и динамических характеристик грунтов, необходимых при проектировании и расчете фундаментов под машины с динамическими нагрузками.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

На чертеже изображено устройство, общий вид.

Устройство для определения деформативных и динамических характеристик грунтов содержит зонд 1 с эластичной оболочкой 2, камеру 3, снабженную кольцевой мембраной 4 и дополнительным трубопроводом 5. Зонд 1 и камера

3 соосно закреплены на полой трубе

6. Камера 3, заполненная жидкостью, но-строительным изысканиям, в частности к устройствам для определения статических и динамических характеристик грунтов, необходимых при проектировании и расчете фундаментов под машины с динамическими нагрузками. Це-. лью изобретения является повышение точности измерения ° Устройство для определения деформативных и динамических характеристик грунтов содержит зонд с эластичной оболочкой, соединенный трубопроводом с измерителем объема и давления жидкости, полую трубу с закрепленной на ней камерой с кольцевой мембраной, дополнительный трубопровод, который соединен с гидропульсатором. При этом полая труба с камерой размещены соосно в зонде.1 ил. соединена дополнительным трубопроводом 5 с гидропульсатором, состоящим из сильфона 7, соединенного с вибратором 8. Для измерения давления на .дополнительном трубопроводе установлен манометр 9. Для измерения динамического давления жидкости установле— ны датчики 10 и 11, для динамического перемещения колебаний жидкости— датчики 12 и 13.

Полость зонда 1 соединена трубонроводом 14 через обратный клапан

15 и запорный вентиль 16 с водомерным сосудом 17 со шкалой 18, подключенным к источнику 19 сжатого воздуха через впускной 20 и выпускной 21 вентили. Сосуд 17 снабжен манометром 22.

Нижняя часть зонда 1 снабжена режу3 151308 щей насадкой 23 и буровым инструментом 24.

Устройство работает следующим образом. 5

В исходном состоянии система создания динамической нагрузки заполнена жидкостью, манометр 9 показывает неко1 торое избыточное давление в магистра- ли, вызванное упругостью кольцевой 10 мембраны 4 и оболочки 2.

Система создания статической нагрузки заполнена жидкостью, вентили

16 и 21 открыты.

Погружение прессиометра на гори- 15 зонт испытания производят с дневной поверхности или с забоя недобуренной скважины путем вдавливания с одновременным удалением грунта буровым инструментом 24. 20

Полый трубчатый корпус зонда i c нижней режущей насадкой 23, выполненный с малым углом заострения вовнутрь, позволяет погружать зонд, вдавливая, с одновременным удалением грунта из внутренней полости буровым инструментом или промывкой. Такой способ погружения позволяет сохранить природное напряженное состояние грунта, что значительно повьппает достоверность полу- 30 чаемых результатов по деформативности грунта.

После установки зонда прессиометра на горизонт испытания по разнице показаний манометра 9 до установки зонда 35

1 и после погружения определяют природное горизонтальное давление с учетом гидравлического давления столба жидкости высотой от горизонта испытания до манометра 9. 40

После закрытия вентилей 16 и 21 устройСтво готово для проведения испытаний.

Работа прессиометра при статических испытаниях заключается в следую- 45 щем. Открыв вентиль 20, создают давление в зонде до природного горизонтального давления, а затем нагружают его необходимыми гостированными ступенями давления, контролируемыми по по-50 казаниям манометра 22. Жидкость перетекает из сосуда 17 через обратный клапан 15 и трубопровод 14 в камеру зонда 1, создавая тем самым давление на оболочку 2. Под давлением оболочки55

2 грунт вокруг зонда 1 упрочняется, вызывая перемещение стенки скважины и оболочки 2. Расход жидкости в

4 сосуде 17 контролируется:o шкале

18. После стабилизации уровня жидкости в сосуде 17 по шкале 18 измеряют количество дополнительной, эаполнившей зонд 1 жидкости, а по манометру

22 измеряют давление внутри зонда

Эти данные служат для расчета статической деформативности грунта, вычислешяя модуля статической деформации.

Определение динамической деформативности грунта выполняется следующим образом. После окончания статического испытания грунта включают вибратор 8, сообщающий знакопеременную нагрузку сильфону 7. В жидкости внутри сильфона 7, кроме статического давления, появляется динамическая составляющая, передающаяся по трубопроводу в камеру зонда 1, частота и амплитуда которой задаются режимом работы вибратора 8. Под действием колебаний давления жидкости внутри зон= да оболочка 2 начинает колебаться, периодически расширяясь и сокращаясь на величину, зависящую от вида и состояния грунта. При этом некоторый объем жидкости периодически подают внутрь зонда, а затем откачивают иэ него.

Датчики 10-13 служат для измерения частоты, амплитуды и фазы периодичес-" кого давления и периодического расхода жидкости .

По этим данным находят действительную и мнимую части комплексного модуля, характеризующие упругие и демпфнрующие свойства грунта, во всем диапазоне частот колебаигй вибратора 8, а также определяют динамическую деформативность грунта.

Формула и э о бр ет ения

Устройство для определения деформативных и динамических характеристик грунтов, включающее зонд с эластичной оболочкой, соединенный трубопроводом с измерителем давления и объема жидкости, гидропульсатор и датчики для измерения динамических характеристик, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерения, оно снабжено полой трубой и камерой с кольцевой мембраной и дополнительным трубопроводом, при этом зонд с эластичной оболочкой и камера

5 1513085 6 с кольцевой мембраной соосно закреп- соединен с дополнительным трубопроволены на полой трубе, а гидропульсатор дом камеры с кольцевой мембраной. !

19

17

1f

lf

Составитель Л. Тронина

Редактор Н.Тупица Техред М.Дидык Корр ект ор М. Василь е ва

Заказ б049/30 Тира к 589 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.у кгород, ул. Гагарина,101