Установка для испытания грунта статическими нагрузками в скважине

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Севвтскик

Социалистических

Республик (1)990956 (63) Дополнительное к.авт. свид-ву— (22) Заявлено 040531 (23) 3286299/29-33 с присоединением заявки Ио— (23) Приоритет

Опубликовано230133. Бюллетень Йо 3

Р М К„з

Е 02 0 1/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

РЗ) УДК 624.131.381 (088. 8) Дата опубликования описания 2331.83

К.В.Руппенейт, В.В.Морозов, В.П.Кустов и (72) Авторы изобретения

Всесоюзный ордена Ленина проектно-изыск тельскйй -:, и научно-исследовательский институт Гщщо+Вект., им. С.Я. Жука (71) Заявитель (5 4 ) УСТАНОВКА ДНЯ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТА СТАТИЧЕСКИМИ

НАГРУЗКАИИ В СКВАЖИНЕ

Изобретение относится к строительству, к технике для исследования прочностных свойств грунтов и может быть использовано при инженерных изыска5 ниях для гидроэнергетического строительства.

Известна установка для испытания грунта статической нагрузкой в скважине, состоящая из жесткого-круглого штампа, соединенного с эластичной обжимной камерой, расположенной.на внеш.ней стороне штампа и служащей для распора стенок скважины с помощью .воздушно-гидравлического устройст, ваС1 3. 15

Недостатком этой установки являет= ся значительное влияние на результаты испытаний качества подготовки забоя скважины. Кроме того, эта установка осуществляет пригрузку на грунтовый массив в направлении, перпендикулярном тому, в каком грунте испытывают нагрузку при строительстве и эксплуатации объектов строительства, учитывая аниэатропный характер грунтов, ведет к значительному снижению точности получаемой информации.

Наиболее близким техническим решением является установка для испытания грунта статическими нагрузками в скважине, содержащее штамп со сферическим дном, связанный через штангу с источником давления, анкерующее устройство и индикатор (2 g .

Однако указанная установка не обеспечивает достаточной точности измерений иэ-sa того, что под штамп могут попасть твердые включения типа щебня или гальки.

Целью изобретения является повышение точности измерений деформацйонных характеристик грунта.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для испытания грунта статическими нагрузками в скважине, содержащей штамп со сферическим дном, связанный через штангу с источником давления, анкерующее устройство и индикатор, анкерующее устройство выполнено в виде обсадной трубы с крышкой и снабжено размещенным в обсадной трубе остовом, соединенным одним концом с крышкой, а другим — со штампоМ, причем последний снабжен элйстичиоЬ оболочкой, закрепленной на нем с помощью ограничительно- прижимного фланца и выполнен перфорированным, при этом на крынке обсадной трубы смонтирован дополнительный индикатор.

При этом штамп в верхней своей час990956 ти выполнен в виде полого конуса полость которого связана с источником давления.

На чертеже показана установка, общий вид.

Устанонка состоит из эластичной 5 оболочки 1, жесткого перфорированного штампа со сфери ески дном 2, остова 3, гидромагистрали 4, ограничительноприжимного фланца 5, винта 6 обсадной трубы 7, крышки 8, гидродозатора 9, бака 10 с рабочей жидкостью, шланга

11 высокого давления, аккумулятора

12 давления, манометра 13, индикатора 14, репера 1 i отверстий 16.

Работает установка следующим обра- 5 зом.

B пробуренную скнажину устанавливают обсадную трубу 7, опускают остов 3 с жестко закрепленным на нем штампом 2. На обсадной трубе закреп ляют крышку 8, например с помощью резьбы, таким образом, чтобы зазор. между крышкой и остовом был минимальным.

В полость штампа с помощью нагружающего устройс..-на, включающего ак- 25 кумулятор 12 давления, бак 10 с рабочей жидкостью 10, через дозатор 9 с помощью гидромагистрали 4, проходящей через отверстие в крышке, подают рабочую жидкость под давлением, 30 равным природному, с тем, чтобы выбрать зазор между крышкой и остовом, и создать условия, н которых исследуемый грунтовый массив находился до проходки скважины. 35

После передачи на грунт природного давления начинается собственно испытание. С помощью аккумулятора 12 давления в полость штампа 2 нагнетают рабочую жидкость, которая через отвер-. 40 стия 16 н нижней части штампа отжимает оболочку 1, передающую нагрузку на грунт. Упор остова 3 в крышку 8 препятствует сжатию штампа от грунта, а фланец 6 — выпору оболочки и грунта за пределы штампа, что повышает точность измерений.

В зависимости от показаний манометра 13 и гидрозатора 9 по известным зависимостям судят об объемной деформации грунта.

В случае возникновения вертикальных перемещений обсадной трубы 7, выполняющей роль анкерующего устройства,ойи фиксируются реперной системой, включающей индикатор 14, например 55 часового типа, и репер 15. Показания индикатора затем учитывают при вычислении деформаций грунта.

При наличии значительных перемещений обсадной трубы необходимо принять дополнительные меры для увеличения эффекта анкерования.

С целью исключения влияния свойства воздуха сжиматься на результаты испытаний штамп н верхней части ныполнен коническим. Это позволяет при нагнетании рабочей жидкости в штамп полностью вытеснить из него воздух даже при возможных отклонениях установки от строго вертикального положения.

Таким образом, техническое решение исключает необходимость выдерживать горизонтальность и тщательную зачистку забоя. Это позволяет избавиться,от ошибок, вносимых в результаты измерений тем обстоятельством, что эти требования н полевых условиях трудно выполнимы. Точность и достоверность результатов повышается из-за того, что нагружение испытываемого грунта происходит в том же направлении, в каком оно будет иметь место и в процессе эксплуатации объектов строительства.

Формула изобретения

Установка для испытания грунта статическими нагрузками в скважине, содержащая штамп со сферическим дном, связанный через штангу с источником давления, анкерующее устройство, индикатор, отличающаяся тем,что, с целью повышения точности измерений прочностных характеристик грунта, анкерующее устройство выполнено в виде обсадной трубы с крышкой и снабжено размещенным в обсадной трубе остовом, соединенньм одним концом с крышкой, а другим — со штампом, причем последний снабжен эластичной оболочкой, закрепленной на нем с помощью ограничительно-прижимного фланца и выполнен перфорированным, при этом на крышке обсадной трубы смонтирован дополнительный индикатор.

2. Установка по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, чтс штамп в верхней своей части выпог:нен в виде полого конуса, полость которого связана с источником давления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 561 112, кл. Е 02 D 1/30, 1975, 2. Авторское свидетельство СССР

9 667633, кл, Е 0? D 1/ОЭр 1977.

990956

Составитель В. Латакии

Редактор Т.Киселева ТехредМ.Надь Корректор Ю. Макаренко

Заказ 79/44 тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

- по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент,, r. Ужгород, ул. Проектная, 4