Способ испытания мерзлых грунтов и устройство для его реализации

4(т нмти -ть- е(О П И- (="ж-Н--И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ ((() 77757

Со(оз Свойских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.02.78 (21) 2577019/29-33 (51) М. Кл.

G 01N 33/24 с присоединением заявки № (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41 (53) УДК 624.131.436 (088.8) по делан изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 07.11.80 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

В, И. Трофимов, В. А. Миронов и Л, С. Амарян

Калининский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Государственный комитет (23) П» ритет

Изобретение относится к области испытания при инженерных изысканиях в строительстве, в частности к способам и устройствам для определения сопротивляемости мерзлых грунтов сдвигу и растяжению в полевых условиях без проходки скважин.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ испытания мерзлых грунтов, включающий погружение и вращение наконечника, измерение усилий вращения и определение прочностных характеристик грунта (1).

Недостатками данного способа являются необходимость пробуривания скважины и задавливания прибора в грунт, особенно 15 мерзлый, что требует дополнительного оборудования и затрат, а также нарушение структуры в процессе бурения. Все это снижает эффективность и точность измерения.

Наиболее близким техническим решением 20 к изобретению является устройство для испытания грунтов, включающее опору, приводную штангу со сменным наконечником, имеющим винтовую лопасть и динамометрическую рукоятку (2). 25

Недостатками данного устройства являются сложность конструкции и процесса задавливания двух крыльчаток в мерзлый грунт, а также значительный износ их ло- 30 бовой поверхности, что снижает его эффективность.

Цель изобретения — повышение эффективности испытаний и точность измерения, Поставленная цель достигается тем, что в способе испытания мерзлых грунтов, включающем погружение и вращения наконечника, измерение усилий вращения и определение прочностных характеристик грунта, в процессе погружения ограничивают его перемещение и, продолжая вращать, производят отрыв или срез «пробки» грунта с последующим измерением усилий и определением прочностных характеристик.

Устройство для реализации способа, включающее опору, приводную штангу со сменным наконечником, имеющим винтовую лопасть и динамометрическую рукоятку, снабжено концентрично установленными соединенными резьбой внешним и внутренним трубчатыми упорами, причем внешний размещен на опоре, а через внутренний пропущена штанга.

На фиг. 1 изображена схема реализации способа; на фиг. 2 — устройство, общий вид.

Способ реализуется следующим образом.

Устанавливают на поверхности грунта опору 1, через которую пропускают штангу

2, навинчивают на нижний конец винтовой с т

777673

Р, Ч:

Р, a=

F sin, 2

50 наконечник 3, а на верхнем закрепляют динамометрическую рукоятку 4.

Начиная вращать динамометрическую рукоятку 4, завинчивают винтовой наконечник 3.

При касании рукояткой 4 опоры 1 винтовой наконечник 3 не сможет больше перемещаться, и при вращении произойдет отрыв или срез грунта (в зависимости от типа винтового наконечника конусного или цилиндрпческого) в виде «пробки» 5, при этом снимается максимальное показание усилия с дпнамомстрической рукоятки 4.

Зная усилие среза или отрыва и площадь боковой поверхности соответствующей

«пробки», можно рассчитать сопротивление мерзлого грунта сдвигу и растяжению по формулам: где т — сопротивление грунта сдвигу;

P> — усилие среза на динамометрической рукоятке;

F> — площадь боковой поверхности цилиндрической «пробки»;

Р— усилие отрыва на динамометрической рукоятке;

F — площадь боковой поверхности конической «пробки»; а — угол при вершине конусного винтового наконечника.

Устройство для осуществления способа (фиг. 2) состоит из опоры 1, на которойзакреплена обойма 2, соеДиненная резьбовым соединением с винтовым упором 3, с установленным на нем упорным подшипником

4. Винтовой упор 3 стопорится контргайкой

5. Внутри винтового упора 3 и опоры 1 установлена приводная штанга 6 с цилиндрическим или коническим винтовым наконечником 7. На приводной штанге 6 закреплена, например, с помощью вилки 8 динамометрическая рукоятка 9 с индикатором часового типа 10.

Устройство работает следующим образом. Навинчивают соответствующий винтовой наконечник 7 цилиндрический или конический на приводную штангу 6 и вставляют ее в опору 1 и винтовой упор 3.

Расчищают площадку и устанавливают на нее опору 1 вместе со штангой 6 и винтовым наконечником 7.

На штанге 6 закрепляют с помощью вилки 8 динамометрическую рукоятку 9 с индикатором часового типа 10.

4

Вращают винтовой упор 3, устанавливая тем самым соответствующую величину хода свободного завинчивания винтового наконечника 7 в мерзлый грунт.

Последний будет погружаться до тех пор, пока динамометрическая рукоятка 9 не коснется подшипника 4 винтового упора 3.

Продолжая вращать винтовой наконечник 7, который уже не имеет возможности завинчиваться, происходит отрыв или срез

«пробки» грунта. Усилие отрыва или среза при этом покажет индикатор часового типа

10 динамометричсской рукоятки 9, Предлагаемый способ и устройство для

его реализации позволяет качественно упростить процесс испытания, как за счет бесскважинного его применения, так и за счет простоты его реализации, повысить точность измерения за счет сохранения структуры грунта, повысить эффективность испытаний за счет возможности определения двух механических характеристик и попутного отбора проб мерзлого грунта.

Ф ор мула изобретения

1. Способ испытания мерзлых грунтов, включающий погружение и вращение наконечника, измерение усилий вращений и определение прочностных характеристик грунта, отличающийся тем, что, с целью повышения эффсктпвности испытаний и точности измерений, в процессе погружения ограничивают его перемещение и, продолжая вращать производят отрыв или срез

«пробки» грунта с последующим измерением усилий и определением прочностных характеристик.

2. Устройство для реализации способа по п. 1, включающее опору, приводную штангу со сменным наконечником, имеющим винтовую лопасть и динамометрическую рукоятку, отличающееся тем, что, оно снабжено концентрично установленными соединенными резьбой внешним и внутренним трубчатыми упорами, причем внешний размещен на опоре, а через внутренний пропущена штанга.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Трофименков IO Г., Воробков Л. Н.

Полевые методы исследования строительных свойств грунтов, М., «Строъиздат, 1974, с. 62 — 69.

2. Авторское свидетельство СССР № 373582, кл. E 02D 1/00, 1971.

Аг2

Составитель В. Латушкин

Техред В. Серякова Корректор А. Овчинникова

Редактор И, Квачадзе

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2408/7 Изд. № 557 Тираж 1033 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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