Устройство для испытания грунтов резанием

 

Изобретение относится к строительству к исследованию физикомеханических свойств грунтов в массиве. Цель изобретения - расширение области применения и объема получаемой информации за счет возможности испытания грунтов в мерзлом и оттаявшем состоянии. Устройство, содержащее корпус 1 с шарнирно закрепленными на нем ножами с датчиками давления, имеет дополнительные ножи, образующие с основными двухъярусную систему. Между ножами 2 и 3 верхнего и нижнего ярусов установлены нагреватели 6. Вылет ножей вдвое превышает вылет ножей 2. С целью сохранения природного состояния исследуемого грунта в зоне резания между нагревателями 6 и ножами 2 установлены отражатели 8 из упругоэластичного материала. Устройство погружают на забой скважины 9 и после включения нагревателей 6 для локального оттаивания грунта в области ножей 3 нижнего яруса начинают перемещать его вверх. Ножи 2 осуществляют резание мерзлого грунта 10, а ножи 3-талого грунта 11. Сопоставление показателей сопротивления резанию грунта в мерзлом и оттаявшем состоянии позволяет судить о его свойствах. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 4 Е 02 D 1/00

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ и ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4073008/23-33 (22) 07 ° 04.86 (46) 30.05.89. Бюп. )1 20 (71) Всесоюзный государственный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт энергетических систем и электрических сетей "Энергосетьпроект" (72) В,И.Ильин, В.И.Лебедев и К.П,Шевцов (53) 624.131.382 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 614163, кл. Е 02 D 1/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР

9 425108, кл. Е 02 D 1/02, 1971.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТОВ РЕ3АННЕМ (57) Изобретение относится к строительству, к исследованию физико-механических свойств грунтов в массиве.

Цель изобретения — расширение облас" ти применения и объема получаемой информации за счет возможности испытания грунтов в мерзлом и оттаявшем состоянии. Устройство, содержащее корпус 1 с шарнирно закрепленными на нем ножами с датчиками давления, имеет дополнительные ножй, образующие с основными двухъярусную систему. Кежду ножами 2 и 3 верхнего и нижнего

1483022 ярусов установлены нагреватели 6. Вылет ножей вдвое превышает вылет ножей 2. С целью сохранения природного состояния исследуемого грунта в зоне резания между нагревателями 6 и ножами 2 установлены отражатели 8 из упругоэластичного материала. Устройство погружают на забой скважины 9 и после включения нагревателей 6 для

Изобретение относится к строительству, в частности к исследованию механических свойств грунтов в естественном состоянии.

Цель изобретения — расширение области применения и объема получаемой информации за счет возможности испытания грунтов в мерзлом и оттаявшем состояниях, а также сохранение приг< родного состояния исследуемого грун- 10 та в зоне резания.

На фиг.1 показано устройство, общий вид, разрез; на фиг.2 — сечение

А-А на фив.1 °

Устройство содержит трубчатый корпус 1 с шарнирно и симметрично установ-" ленными на нем ножами 2 и 3 верхнего и нижнего ярусов, взаимодействующими соответственно с датчиками 4 и 5 давления, нагреватели 6, связанные коммуникацией 7 с источником тепла, и отражатель 8.

Вылет ножей 3 нижнего яруса вдвое превышает вылет ножей 2 верхнего яруса. Отражатель 8 выполнен из упругопластичного материала и установлен между нагревателями 6 и ножами 2 верхнего яруса в плоскости, перпендикулярной оси устройства. Отражатель

8 в процессе испытания грунтов контактирует со стенками скважины 9, состоящим иэ мерзлого и талого грунта 10 u I I соответственно.

Устройство работает следующим об- 35 разом.

Устройство опускают на забой предв арит ел ьно про буре иной опытной с к в ажины 9 в мерзлом грунте. При этом ножи 2 и 3, поворачиваясь на осях, не 40 мешают свободному перемещению устройства вдоль ствола скважины 9. Затем включают нагреватели 6 и начинают перемещать устройство в обратном локального оттаивания грунта в области ножей 3 нижнего яруса начинают перемещать его вверх. Ножи 2 осуществляют резание мерзлого грунта 10, а ножи 3 — талого грунта 11. Сопоставление показателей сопротивления резанию грунта в мерзлом и оттаявшем состоянии позволяет судить о его свойствах. 1 з.п ° ф-лы, 2 ил. направлении, к устью скважины 9, при одновременном локальном оттаивании грунта стенки скважины 9 выше ножей

3 нижнего яруса.

При этом ножи 2 верхнего яруса внедряются в мерзлый грунт 10 и прорезают его на величину r, а ножи 3 нижнего яруса внедряются в стенки скважины 9 на величину 2r и осуществляют резание талого грунта 11. Такое соотношение длины ножей обеспечивает идентичность условий резания. Усилия резания воспринимаются датчиками 4 и 5 давления, Размещение отражателя 8 между нагревателями 6 и ножами 2 верхнего яруса предотвращает оттаивание грунта под этими ножами. Причем удаление ножей 2 верхнего яруса от нагревателя 6 должно быть не менее 30-40 см с учетом того, что расстояние от отражателя 8 до нагревателя 6 должно быть порядка 15-20 см и столько же от отражателя до ножей 2 верхнего яруса. Расстояние ножей 3 нижнего яруса от нагревателя 6 должно быть

10-15 см, чтобы нагреватель был выше этого яруса ножей, иначе при движении устройства вверх будет оттаивать грунт скважины 9 ниже ножей 3, что приведет к дополнительным потерям тепла. Удаление ножей 3 на большую величину может привести к повторному замерзанию оттаявшего слоя.

Величину эоны оттаивания определяют в опыте или расчетным путем в зависимости от теплопроводности грунта, количества подводимого тепла и времени нагревания.

Таким образом, по мере перемещения устройства вдоль ствола скважины одновременно получают механические характеристики грунта как в мерзлом, так и в талом состояниях. СопоставлеФормула и з о б р е т ения

1. Устройство для испытания грунтов резанием, включающее трубчатый корпус с шарнирно и симметрично закрепленными на нем ножами, датчики давления и механизм подъема, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения и объема получаемой информации за счет ! юг. 2

Составитель Г.Мартынова

Редактор М. Бандура Техред A. Кравчук Корректор М.Максимишинец

Заказ 2791/25 Тираж 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", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101

5 14 ние этих показателей позволяет выделять в разрезе талые и мерзлые грунты, определять местоположение в разрезе и границы прослоев льда и другие характеристики грунтов эа счет существенного различия прочности грунтов в талом и мерзлом состояниях.

83022 6 возможности испытания грунтов в мерзлом и оттаявшем состояниях, оно снабжено дополнительными ножами, которые вместе с основными образуют

5 двухъярусную систему, и нагревателями, размещенными между ярусами ножей в одной плоскости с ними, причем вылет .ножей нижнего яруса вдвое превышает вылет ножей верхнего яруса.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сохранения природного состояния исследуемого грунта в зоне резания, оно снабжено отражателями, выполненными из упругоэластичного материала, установленными между нагревателями и ножами верхнего яруса в плоскости, перпендикулярной оси устройства.