Устройство для испытания грунта пенетрацией и вращательным срезом
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН И Я
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01.08.77 (21) 2516543/29-33 (51),Ч.Кл. Е 02 !У Tl,/00 с присоединением заявки ¹â€”
1осударствеииый комитет (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.10.79. Б!оллете-ib ¹ 40 (45) Дата о!!уб.!!!ков>3!!!!я описания 30.11.79 (53) УДК 624.131.377 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения Е. Н, Хрусталев, Л. С. Амарян, В. А. Миронов и Л. Н. Павлов (71) Заявитель Калининский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТА
ПЕИЕТРАЦИЕЙ И ВРАЩАТЕЛЬНЫМ СРЕЗОМ
Изобретение относится к .инженер!!о-геологическим изысканиям в строительстве, в частности к устройстваM для определения физико-механических свойств грунтов.
Известен пружинный пенетрометр, включаю!ций корпус, штангу с лопастным наконечником, измерительное приспособление (1).
Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для испытания грунта пенетрацией и вращательным срезом, содержащее корпус с рукояткой, размещенные в нем измерительные приспособления, полую штангу с лопастным наконечником (2).
Однако такие устройства не обеспечивают достаточной точности измерений и на дежности работы.
Цель изобретения — повышение точности измерений н .надежности работы.
Поставленная цель дости! ается тем, что устройспво для испытания прунта пе!нетрацией !и вращательным срезом, включающее корпус с рукояткой, размещенные в,нем измерительные приспособления, полую штангу с лопастным наконечником, снабжено размещенной .в полой штанге дополнительной штангой с зубчатой рейкой ча конце, а лопасти наконечника — зубчатымн секторами, находящимися в зацеплении с зубча- 30 той рейкой, причем измерительные приспособления выполнены с пру>кинамп сжати:, соединенными через дополнительную шг. гу с лопастями.
На фцг. изображено предлагаемое ге ройство, поперечный разрез; li3 фиг. разрез .- 1 — А на фцг. 1; на ф.пг. 3 — в:!д !.n стрелке Б на фиг. 1; .на фиг. 4 — разрс;
 — В на фиг. 3.
Устройство содержит рабочий иакопс нпк, выполненный в виде стандартного конуса 1 с проушинами 2 ц полостью внутдп, соединенного посредством осей > с лопастямп 4, снабженными зубчатыми сектора;,!!i
Лопасти 4 имеют возможность ново;>а ilваться на ОсНх 3 ои осительно конусно! о наконечника на 90 .
Рабочий наконечш!к соединен с узлах замера уаилш! пенстрашш и моментов !3.>::3цательного среза посредством совмс!цс:—
;!ых штанги 5 и выдвижной через упор 5 штанги 7 с зубчатой рейкой 8, находя!цс!".сл в зацеплении с зубчатыми секторами лопз: тей 4.
Наружная штанга 5 свпнчивается внутренней втулкой 9, снабженной зубчать:., сектором 10 узла замера момент 33 в 3!!;:..— тельното среза.
Узел замера моментов .врашательно; о среза представляет собой корпус 1/, к ко!о1:oму крепится планка с штифтами 12 (фиг. 4), состоящий из двух симметричных с!Оловсгсс, во внутренних !полостях 1<оторых размещены цилиндр!! tee!(!tfe та рированс!ые пружины !8 сжатия иа опорных втулках !4 и 15, выдвигак)шихся;из корпуса узла посредством упорной пластины 16, крепящейсН к 11!!м на,винтах 17 си зубчатой рейке 18, зыд)вигакн!!с!!Ся при повороте корпуса узла относительно втулки 9 посредством зубча- 1О того сектора 10 в подшипниках 19 скол>кения. Опорная втулка 14 оснащена делиTC;Ibtt0tIf .Hl K3 )10H C TfOQBtf>t(Hbt vt 3 l<333TC IC;vt, выполненным в виде пон!Иусной втулки 20.
Узел замера моментов вращательного среза 15 крепится винтами 21 к шлицевой втулке 22, ffмеющсй возможность .вращаться на ftOTшипниках 19, 28 скольжения.
Узел замера усилий пенетрагпси и зондирования представляет собой цилиндри»е- 20) ский корпус 21, .имеющий подвижную шлицевук. посадку по втулке 22 си оснащен,ный двумя рукоятками 25 и измерительными ц!Тифтами 26. 1хортсус 24 узла имеет продолысу!о прорезь для подвижной нониусной 23 шкалы 27 и шкалу !е.!!еь!Ий вдоль оси. Ме>иду корпусом 24, скользящи!м,вдоль шлпце.вой втулки 22, и упором свтул«и 22 помсщ3ется цилиндрическая тарированная пружиi!3 28 сжатия. Нонпусиые шкалы и шкалы 30 делений узлов замера усилий пенетрации и моментоз вращательного среза прочерчены и заполнены флюрссцирующей краской.
Раоотает устройство следуюпцсм образом. 33
Перед проведением испытаний грунта
Н3 Г!ес!сTраци!О и вращательный сдв:!I !!Одвижныс ноипусные шкалы устаиазлива!От на нулевые отметки: шкала (нониусная втулка) 20 — до упора с корпусом II, litt<3- 40 ла 27 — дo упора с0 шлпцевой втулкой 22, ". лопасти 4 крыльчатки рабочего на«онес— пика б,)аны;10 упора со штангой 7.
Во время работы прибор берут за ру«о"..òêH 25 5и рабочий иакопечн!>ж в виде «Он.- 43 с- 1 " убраппымсс лопастями 4 вдавлн!.аю-. г грунт на глубину фиксируемую по делениям ш ганги 5, и поворачивают на ЗбО вокруг осН. При этом вертикальное уси Hte чслo)aeческссх рук через рукоятки 25 передается на корпус 24 узла замера сопротссвления !!с .1страции и далее через цплсштрическую fipó>«ïíó 28 сжатия на упор шлицевой втулки 22, которая через подшипники !
9, 28 cKoëü>t(åíèÿ упирается во втулку 9, f! 53 усилие через штангу 5 передается на рабочий I .3êîíå÷íèê, одновременно сопротивлеГсие гру!ста проникновен!Исо конуса 1 фиксируется по фл!Ооресссиру!Ошей делительно". (шкал нониусной шкалой 27, передвин, той упором шлицевой втулки 22 и удерживаемой трением. При работе в условиях. огр::ни teHtfot,видимости (в !мутной воде, без сподсве:ки в ночное время) деформация пружис:ы определяется грубо путем подсче- 65 та (визуаIt !toro или осязанием) коли !ест.ва измерительных,штифт!)в 36 10 кр!Очка нониуоной шкалы 27 снизу вверх.
Кргсясцс!й момент, создавасмьш на,))коятках 25, передастся через корпус 24 нз шлицовую втулку 22 с закрепленным на ней
f 0cðåIcTзом !з)и!сто!в 21 корпусом I I замер; момента. При повороте корпуса I I (вокруг оси устройства усилие oт корпуса передаетс;-: H3 рейку !8, наход>11цу!Ося в зацеплении с зубчатым сектором 10 знутренней втулки
9, и провора»и>зает ее на велспчину момента сопрот!!вс!ения трению конуса 1, передавас.:ло.;!(от рабс) !его i!àêîíå tíèêà через штан5 за втул:(у 9 и через зубчатое зацепление сектора 10 с рейкой 18 — на упорную пластину !6, деформирую цу)о цилиндрические пр(гкины ! сжатия Г!д!1 вытягивании
О!10рссы. вт ;.30« !4 и 15, и>! ходсспсс(хся н:!
".«звестном расстоячии R от оси устройства.
Суммарная деформация пружин !8 по
o, <0tf«aHH!, испытания фиксируется (внзуальHo или осязанием) по флюоресцирующей t!o-!иусной шкале 20, отодвинутой по делительной шкале опорной втулки 14 и удерживаемой трением, или по измерительным штифтам 12 путем отсчета;пх слева иа!!разо 10 !;p!0 !K3 !алони).спой !сlкалы 20.
Результаты деформации и!ружин зап!сывают в полевой жуpH3„!, а потом переc I!Iтызают по тарировочным графикам пружин
Q = ) (Al, Лр = =/(Л!) на усилие сопротиво 3ния r1poi! nf Гсалсс зыдвп! а!от штангу 7 упором 6, и :-убчатая рейка 8, I!3)oIÿø3ÿcÿ в зацсплс:!Ии с топаст(!м!! 4, поворачи!зает пх зо:<руг сcãf! " Иа 90 к оси рабочего наконечника. 11утсх! поворота устройства 33 рукоятки 25 ::.3 ЗбО" ссропзводится сдзпг грунта на заI3f! f!nti глубине и замер деформации лружссп !> . Схсма работы узла замера момен. То3 врас!сатслс,посо среза соответствует схеме замера момента сопротивления конуса т!)с:!и:о о -рг!Гт. ! 1pHáñ>p приводят в исходное положение. .-. зультат >!сиытания -- величину р запиС ыв!ОТ Б ИС),!ЕВОЙ >I((РНЯЛ,И ПОДС 1ПТЫВ3!ОТ с>:=,-ГИЧИНу CO!iрОтиf)ЛЕНИя ГруНта ВращатЕЛЬ.:.ому с1езу «=-р — Лр. По известной методике о;средсляют удельное сопротивление q fi Håòðàöèè и велич!ину T предельного наи р яжен и я сдвигу. Приме се!!>!е предло>кенного устройства :созволит за счет независимого действия коиусного наконечника и крыльчатки, совме.:-HHhlx в ollfoì рабочем наконечнике, со.,-ршенстзовать Г!роцесс определения сопро г:àëc.:!!я груi!T3 вдавливанию и сдвигу, пог:.с:!ть 3с! Oÿ:HOñòü получения достоверных ДИННЫХ. Применение в устройстве универсальной измерительной головки, состоящей из неза694594 висимык узлов за мера усилий пепе рации и моментов вращательного среза, дает возможность ускорить процесс измерения и повысить производительность труда. Измерительная головка универсальна, так как может использоваться для проведения штамповы.; испытаний в комплексе с вращательным срезом при применении круглого зубчатого шгампа, а также производить независимы; испытания одним конусным наконечником или одной крыльчаткой. Область применен.ия предлагаемого устройсгва расширяегся также благодаря возможности использования его для зо:- дирона.ния и послойного вращательного среза грунта по глубине массива путем наращивания плети совмешеннык штанг. Применение нониуснык шкал повышает точность измерения. Отсутствие индикаторов и наличие флюоресцирующих шкал 20 позволяет проводить испытания грунтов под водой,и в ночное время суток. а измерительные штифты позволяют производить отсчет путем осязания в условияк плохой видимости, Устройство компактно и долговечно в работе за счет использования в нем пружин ськат.ия. Формула изобретения Устройство для испытания грунта пенс-1ацией и зращательным срезои, включающее корпус с рукояткой, размещенные в нем измерительные приспособления, полую шT31II с лопастным наконечником, о т л н. а ю гн с с с я тем, что, с цель|о повышения гоч: ости измерений 1I надежности работы. оно снабжено размещенной в поло i штанг . опол:- нтсльной штангой с зубчатой рейкой :ta коппс, à ;.опасти наконечника — зубчагымп секгорамп, накодящимпся в зацеплении с зубчатой рейкой, причем измеритель".ыс приспособления выполнены с пруи инамп сжатия, соединенными через доно",íèтел ьн ло и та и г с лопастями. "1сточнпкп информации, прин,òíå ео внимание прп экспертизе: 1. Разореноз В. Ф. Определение строи .льнык свойств грунтов методамп пенетраслнп и вращатезьного среза. Киев. «Буplfзсльннк», 19G6, с. 41. 2. Авторское свидетельстьо СССР X 203994, кл. Е 02 D 1/00, 1964. Сост laaTc,"b B. ЛaT ;:.. 1н Тсхред Н. Ст:о-a:-ав=" Р:;:.: к-., 7. Кузьмина Корректор С. Файн Тнп. Харьк. фил. пред. «Патент» 3аказ 1093, 1341 Изд. ¹ 611 Тира:к з Подписное НПО «Поиск» Государственного oãaèòåòà СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, )К-35, Раушская наб, д. 4/5
