Устройство для определения деформативных характеристик грунтов в скважине

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 17.02.81 (2!) 3248181/29»33 сприсоедииеииеааэаявки Йо

Союз Советских

Социалистических

Республик

Р }М g+ з

Е 02 0 1/00

С 01 N 3/10

Государственный коиитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53)Vga 624.131..382(088.8) Опубликовано 15,12.82. Бюллетень Йо 4@

Дата опубликования описания 15.12 ° 82 (72) Авторы изобретения

В.Я.Хани, Н.С.в!вец.и A.Â.Åðìîëèíñêèß»

Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров желеэнодорожноз о транспорта нм. И.И.Калинина

i (7! ) Заявитель » (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРИАТИВНЫХ".— ..

ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ В CKBAEHHE

Изобретение относится к строительству, в частности к устройствам для определения физико-механических свойств-грунтов и может быть использовано при проектировании и расчете фундаментов под машины с динамическими нагрузками.

Известно устройство для испытаний грунтов, включающее жесткий корпус-штамп с гибкой оболочкой, и asмерительный блок 51l

Недостатком устройства является сложная конструкция штампа н приспособлений для замера деформаций.

Наиболее близким к преддагаемому является устройство для определения деформативных характеристик грунтов в скважине, содержащее источник сжатого воздуха, соединенный посредством трубопровода с имеющим гибкую оболочку, заполненным жидкостью прессиометрическим зондом, измерители давления и объема жидкости j2).

Однако с помощью его можно определять только статические деформационные свойства грунта в скважине.

Цель изобретения - обеспечение возможности одновременного измере,ния параметров статической и динамической деформативности грунтов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения деформативных характеристик грунтов в скважине, содержащее источник сжатого воздуха, соединенный посредством трубопровода с имеющим гибкую оболочку, заполненным жидкостью прессиометрическим зондом, измерите-!

О ли давления и объема жидкости, снабжено имеющим вибратор гидропульсатором, вмонтированным в трубопровсщ и состбящим из двух последовательно соединенных через гидравлический дроссель сильфона, открытый конец верхнего из которых подключен к измерителю объема. При этом дроссель может быть снабжен вентилем, а трубопровОд - датчиками расхода и дав ления жидкости.

На чертеже показано устройство, ОбЩий внд.

Описываемое устройство включает прессиометрический зонд 1 с эластичной оболочкой 2, установленный в

25 пробуренную скважину 3. Полость зонда 1 заполнена жидкостью 4.

Верхняя часть зонда 1 жестким трубопроводом 5 соединена с узлом для создания динамического давления в жидкости - гидропульсатором б, а

981506

Работа устройства при статических испытаниях заключается в следующем. Открывают вентиль 14, повиаают давление .воздуха в системе до требуемой величины, контролируемой по мансметру 12. Жидкость 4 перетекает из сосуда 8 через вентиль 23, дроссель 7 и.трубопровод 5 в зонд 1 и под давлением оболочки 2 расширяет стенки скважины 3. Опускание уровня жидкости контролируется по шкале 29., При необходимости количество жидкости в сосуде 8 можно пополнять за счет сосуда 9, открыв на короткое время вентиль 10 и закрыв вентиль

23. После стабилизации уровня жидкости в сосуде 8 по шкале 29 измеряют количество дополнительно вошедшей в зонд жидкости Ы, à по манометру

12 определяют давление Р. Эти данные служат для расчета статической деформативности грунта. также через гидравлический дроссель

7 соединена с нижней частью измерителя объема водомерного сосуда 8.

Водомерный сосуд 8 соединен с накопительным сосудом 9 в нижней части вентилем 10, а в верхней частишлангом 11. Верхняя часть сосуда 8 соединена также с манометром 12 и воздушной магистралью 13. Впускной вентиль 14 и выпускной 15 служат для регулирования давления воздуха, подаваемого в магистраль 13 от источника сжатого воздуха 16. Накопительный 9 и водомерный 8 сосуды заполнены частично жидкостью 4 и воздухом. Гидропульсатор 6 состоит иэ вибратора 17 и двух сильфонов

18 и 19 с жестко соединенными между собой донышками 20 и 21. Донышки соединены также с подвижной частью (якорем) вибратора 17 и производятся йм в вертикальное возвратно-поступательное движение. Открытая нижняя часть сильфона 18 соединена с жестким трубопроводом 5, а открытая верхняя часть-сильфона 19 - с нижней частью сосуда. 8, т.е. гидропульсатор оказывается вмонтированным в трубопровод. Оба сильфона заполнены жидкостью. Наполнение системы жидкостью производят через отверстие в сосуде

9, закрываемое пробкой 22. Вентиль

23 перекрывает доступ жидкости из сосуда.8 в зонд 1, а вентиль 24 служит для выпуска (откачки) избытка жидкости. Динамическое давление в жидкости измеряется датчиками 25 и

26, а динамическое перемещение колебаний жидкости - датчиками 27 и 28.

Шкала 29 служит для измерения объема жидкости, переходящей в зонд из сосуда 8. Гидропульсатор 6, сосуды

8 и 9 и трубопровод 5 жестко закреплены на станине 30.

Работу по определению динамической деформативности грунта производят следующим образом.

Включают вибратор 17, сообщающий вертикальное колебательное усилие донышкам 20 и 21 сильфонов 18 и 19.

В жидкости внутри сильфона 18 помимо статического появляется также и динамическое давление, частота котo, рого равна частоте колебаний вибратора. Под действием колебаний давление жидкости, передающихся по жесткому трубопроводу 5 внутрь зонда 1 на оболочку 2, последняя начинает периодически расширять скважину на величину, зависящую от динамической деформативности грунта. При этом некоторый объем жидкости bVe,периодически подается внутрь штамНа, а затем откачивается из него. Датчики 25, 26, 27 и 28 служат для измерения амплиту,ды, частоты и фазы динамического давления Р „ и динамического перемещения АУ,. ЭФи данные используют для расчета динамической деформативности и демпфирования грунта, Изменяя рабочую частоту вибратора, можно измерить амплитудно-частотную и фазо-частотную характеристики системы датчик-грунт, а по ним определить динамическую деформативность и демпфирование грунта на различных частотах. Дроссель 7, благодаря своему высокому гидравлическому сопротивлению, предотвращает периодическое перетекание жидкости из зонда 1 в сосуд 8. В то же время он не препятствует передаче статического давления внутрь зонда и иа стенки скважины и поддерживает это давление неизменным, если даже стенки скважины получают за время вибрации дополнительное перемещение.

Применение предлагаемого устройства, содержащего гидропульсатор, состоящий иэ вибратора и двух последовательно включенных сильфонов, соединенных гидравлическим дросселем, позволяет создавать внутри зонда 1 динамическое давление, не изменяя величины статического давления. Это создает возможность одновременно проводить статические и динамические испытания грунтов в скважине для определения статического и динамического коэффициентов жесткости и коэффициента демпфирования. формула изобретения устройство для определения дефор.мативных характеристик грунтов в скважине, содержащее источник сжатого воздуха, соединенный посредством трубопровода с имеющим гибкую оболочку заполненным жидкостью прессио981506

ВНИИПИ Заказ 9655/44 Тираж 709 Подписное

Филиал IIIIII "Патент", Г.ужгород, ул.Проектная, метрическим зондом, измерители давления и объема жидкости, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности одновременного измерения параметров статической и динамической деформативности грунтов, оно снабжено имеющим вибратор гидропульсатором, вмонтированным в трубопровод .и состоящим из двух. последовательно соединенных через гидравлический дроссель сильфонов, открытый конец верхнего иэ которых подключен к измерителю объема °

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что дроссель снабжен вентилем.

3. Устройство но п. 1 и 2,.о тл и ч а ю щ е е с я тем, что трубопровод снабжен размещенными на нем датчиками расхода и давления жидкости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 9239625, кл . Е 02 D 1/00, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

М221364,кл.Е 02 0 1/00,1966(прототип)