Способ определения сцепления частиц грунта и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к инженерно-геологическим изысканиям и может быть использовано для определения физико-механических свойств грунтов и почв. Цель изобретения - повышение точности определения сцепления частиц грунта и обеспечение компактности устройства. Способ определения сцепления частиц грунта включает размещение грунта между штампами, соосное сближение штампов до момента соприкосновения выступов рифления, их рабочих поверхностей, удаление излишков грунта вокруг штампов, подсоединение подвижного штампа к плунжеру, установку штампов в одной из секций пневмокамеры, обжатие в ней образца через слой воды давлением, равным давлению в месте отбора грунта, создание в секциях пневмокамеры перепада давления на плунжер и регистрацию действующего на него давления, зафиксированного на манометре в момент разрыва образца. Устройство для осуществления способа содержит пневмокамеру 1, разделенную перегородкой 2 на две секции для размещения образца грунта 6 между неподвижным и подвижным штампами 4 и 5, имеющими в канавках рифления сквозные отверстия, плунжер 8, установленный в перегородке 2 пневмокамеры 1 и связанный с подвижным штампом 5, резиновый клапан 9, размещенный на свободном конце плунжера 8 соосно под отверстием манометра 10, насос для создания через ниппель воздушного давления в пневмокамере 1 и систему кранов для перекрытия сообщения между секциями и создания в них перепада давления. 2 с.п.ф-лы, 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 N 19/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4301484/23-33 (22) 04.09. 87 (46) 30.09 а 89. Бюл, 11 36 (75) Н.А. Парцевский (53) 624.131.412 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 439736, кл. G..01 и l9/04, 1969.

Авторское свидетельствб СССР

N - 619836, кл. С 01 N 19/04, 1978. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЦЕПЛЕНИЯ

ЧАСТИЦ ГРУНТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к йнженер но-геологическим изысканиям и может быть использовано для определения физико-механических свойств грунтов и !

„.SU„, 1511 43 А1

2 почв. Цель изобретения — повышение точности определения сцепления частиц грунта и обеспечение компактности устройства. Способ определения сцепления частиц грунта включает размещение грунта между штампами, соосное сближение штампов до момента соприкосновения выступов рифления, их рабо" чих поверхностей, удаление излишков грунта вокруг штампов, подсоединение подвижного штампа к плунжеру, установку штампов в одной из секций пневмокамеры, обжатие в ней образца через слой воды давлением, равным давлению в месте отбора грунта, создание в секциях пневмокамеры перепада давления на плунжер и регистрацию

3 1511643 действующего на него давления, зафиксированного на манометре в момент разрыва образца. Устройство для осуществления способа содержит пневмо5 камеру 1, разделенную перегородкой 2 на две секции для размещения образца 6 грунта между неподвижным и подвижным штампами 4 и 5, имеющими в каНавках рифления сквозные отверстия, йлунжер 8, установленный в перегородке 2 пневмокамеры 1 и связанный с подвижным штампом 5, резиновый клапан 9, размещенный на свободном конце плунжера 8 соосно под отверстием манометра 10, насос для создания через ниппель воздушного давления в пневмокамере 1 и систему кранов для перекрытия сообщения между секциями и создания в ннх перепада давления.

2 с.п. ф-лы, 1 ил ., 1 табл °

Изобретение относится к инженерногеологическим изысканиям и может ис пользоваться для определения физико- 20 механических свойств грунтов и почв.

Цель изобретения — повышение точ ности определения и обеспечение компактности устройства.

На чертеже изображена схема устойства для осуществления предлагаеого способа.

Устройство содержит пневмокамеру 1,. разделенную перегородкой 2 на две сек1 ии, крышку 3 камеры, неподвижный 30 штамп 4 с упорным фланцем, подвижный штамп 5, заключенный между штампами, образец б грунта, втулку 7 плунжера

8, связанного с подвижным штампом 5 и снабженного на свободном конце ре зиновым клапаном 9, соосно установенный над клапаном манометр 10 и ран 11 для подачи воды в пневмокамеру 1. Воздушное давление в секциях пневмокамеры 1 создают через ниппель 40

12 при открытом кране 13, а сбрасывают давление в верхней секции краном

14 воэдуховыпуска. В канавках рифления штампов 4 и 5 имеются отверстия для выпуска иэ них воздуха при фор- 45 мовке образца.

Способ осуществляют следующим образом.

Образец 6 грунта помещают между штампами 4 и 5, штампы соосно сближают до контакта выступов их рифления, I излишки грунта вокруг штампов удаляют, плунжер 8 подсоединяют к подвижному штампу 5, свободный конец плунжера вводят во втулку 7 до упора фланца штампа 4 с полкой в торце пневмокамеры l, крышку 3 устанавливают на торец йевмокамеры 1 и плотно прижимают к ней болтами. В нижнюю

1 секцию пневмокамеры 1 через кран 11 подают воду до затопления штампов 4 и 5 водой, после чего кран ll закрывают и в пневмокамере l при открытом кране 13 и закрытом кране 14 создают через ниппель l2 воздушное давление, равное давлению в месте отбора образца грунта.

Для создания усилия на плунжер краном 13 перекрывают сообщение между секциями пневмокамеры 1, а краном

14 воздуховыпуска плавно сбрасывают давление в верхней секции. Разность давления в. секциях пневмокамеры 1 передает усилие на плунжер 8, который при разрыве образца 6 грунта выбрасывается вместе с подвижным штампом 5 вверх и закрывает резиновым клапаном 9 отверстие манометра 10, фиксируя при этом падение давления в секции.

Зная площадь поперечного сечения плунжера и штампов и определив по манометру перепад давления в секциях пневмокамеры в момент разрыва образца, рассчитывают величину сцепления частиц грунта.

Пример..Проводились определения величины сцепления частиц лессового суглинка и лиманного ила, содержащего 5,3 свободного газа, в из-.. вестном приборе без обжатия газа в грунте и в предложенном устройстве а после обжатия давлением 3 кгс/см образца минимальной высоты между штампами, имеющими отверстия для удаления воздуха из канавок рифления. Резуль.таты определений сведены в таблицу.

Как показывают сравнительные результаты, испытание образца грунта в предлагаемом устройстве с минимальной высотой исключает погрешность экспе!

643

Вид рабочих поверхностей штампов

Содержание газа

Высота обДавление обУдельное раэца грунта, см в грунте, Х сцепление часжатия, кгс/см тиц;

2 кгс/см

0 0,043

0 0,049

0 0,062

3 0,055

3 0,062

3 0,074

3 0,088

2 !

0,5

2 !

0 5

Контакт рифления штампов

То же отверстиями

Суглинок То же

0 0,035

3 0 053

5,3

5,3

Ил лиманный

5 !5! римента, обусловленную образованием

"шейки разрыва на высоком образце, при испытании известным способом, а удаление через отверстия воздуха из канавок рифления штампов при формовке образца и обжатие в нем газовой фазы обеспечивает получение более высокого и, следовательно, более достоверного значения сцепления частиц грунта .

Использование предлагаемого способа обеспечивает получение более стабильных и точных значений сцепления частиц грунта. Использование в предлагаемом устройстве компактной пневмокамеры в качестве силового приспособления и для обжатия газовой фазы грунта дает воэможность выполнять исследования в нестационарных условиях (например, на судне сразу после подъема грунта с места отбора, исключая при этом дегазацию его жидкой фазы).

Формула изобретения!. Способ определения сцепления частиц грунта, включающий отбор образца грунта, размещение его между штампами с рифлеными рабочими поверхностями, внедрение штампов в образец, передачу на последний через один из штампов отрывающей нагрузки с измерением усилий разрыва образца и определение по измеренным данным сцепления, отличающийся тем, что, с

Суглинок Рифленые,без отверстий

Суглинок Рифленые,со сквозными целью повышения точности определения, после внедрения штампов в образец последний помещают в воду, обжимают через нее давлением, по величине равным давлению в месте отбора образца, после чего передают на него отрывающую нагрузку, при этом внедрение штампов в образец производят до момента coI0 прикосновения выступов рифлений их рабочих поверхностей друг с другом.

2. Устройство для определения сцепления частиц грунта, включающее !

5 соосно установленные подвижный и неподвижный штампы с рифлеными рабочими поверхностями и связанное с подвижным штампов силовое приспособление с измерительным прибором, о т л и—

20 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

1 повышения точности и обеспечения компактности устройства, силовое приспособление выполнено в виде пневмокамеры с нижней и верхней секциями, раэ25 деленными перегородкой с отверстием и сообщенными через краны одна с другой и атмосферой, и плунжера, пропущенного через отверстие в перегородке, а штампы выполнены с вертикальны30 ми отверстиями в канавках рифлений и установлены в нижней секции пневмокамеры, при этом ппунжер связан с подвижным штампом и снабжен на свободном конце клапаном для взаимодействия с

35 измерительным прибором в вице манометра, установленного в верхнем торце пневмокамеры.