Устройство для определения механических свойств грунта

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТЬРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмк

Социалистические

Республик 1»922230 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву— (22)Заявлеио08.09.80 (21) 2ЗууЬ56/29-33 с присоединением заявки М (5 3 ) M. Кл.

Е 02 D 1/00

G 01 N 3/48

Фкударстееииый камитет

СССР

/ (23 ) П р нор и тет Опубликовано 23.04.82. Бюллетень № 15 (53) УДК 624.131. 35(088.8) аа делам иза4ретений и атерытий

Дата опубликования описания 23. 04 . 82

>

А А Киселев и С Г Лещенцов), 1:;.:, " „2 ч

I, (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Северный филиал Всесоюзного на ого института по строительству магистральных трубопроводов (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ

СВОЙСТВ ГРУНТА

Изобретение относится к строительству, в частности к контролю качества возводимых сооружений.

Известно устройство для определения механических свойств грунта, включающее погружаемую в грунт с помощью падающего груза штангу с наконечником 1).

Наиболее олизким по технической

10 суш нос т и к и зоб рет ению я вляет ся устройст во для определения механических свойств грунта, включающее конический индентор, механизм погружения сударником и приводом, измерительное

15 приспособление 21.

Недостатки известных устройств заключаются в низкой точности исследований из-за невозможности исключить колебания индентора в горизонтальной плоскости и в невозможности определения свойств грунтов, склонных к тиксотропным явлениям.

Цель изобретения — повышение точности и расшйрение диапазона исследований.

Цель достигается тем, что в устройстве для определения механических свойств грунта, включающем конический индентор, механизм погружения с ударником и приводом, измерительное приспособление, механизм погружения снабжен блоком регулирования частоты . ударов, конический индентор выполнен с полостью, причем привод механизма погружения закреплен в верхней части конического индентора, а ударник размещен в полости последнего. А также тем, что привод механизма погружения выполнен пневматическим, а блок регулирования частоты ударов — в виде регулятора расхода воздуха. Кроме того, привод механизма погружения вы-. полнен с катушкой электромагнита, взаимодействующей с ударником, блок регулирования частоты ударов состоит из источника питания, реле времени

32223 исполнительного реле и соединен последовательно с катушкой электромагнита.

Кроме того, привод механизма погружения состоит из электродвигателя с редуктором и кривошипно-шатунным меS ханизмом, а блок регулирования частоты ударов включает регулятор частоты. вращения вала электродвигателя или редуктора.

На фиг. 1 изображен вариант выпол- 1в нения устройства с пневматическим приводом механизма погружения; на фиг. 2 - то же, с электромагнитным приводом; на фиг. 3 - то же, с приводом механизма погружения в виде элек- 1 тродвигателя.

Устройство по первому варианту (фиг. 1) содержит конический полый индентор 1, в верхней части которого закоеплен пневматический механизм 2 для погружения индентора 1 в грунт, взаимодействующий с ударником 3, размещенным в полости конического индентора 1, и снабжен блоком регулирования частоты ударов в виде регулятора

4 расхода воздуха (дросселя), включенного в магистраль 5 подачи воздуха к пневматическому механизму. 2.

Устройство работает следующим образом.

После включения подачи воздуха из магистрали 5 с помощью известных средств, например воздушного крана, к пневматическому механизму 2 производится серия ударов ударником 3 в нижнее основание индентора 1, достаточное для проникания индентора 1 в грунт за время, обусловленное механическими свойствами грунта. Величина времени проникания индентора 1 в ю грунт сопоставляется с заранее известной зависимостью времени проникания от механических характеристик грунта, определенного на стадии тарировки устройства. На основании сопоставления эмпирической и тарировочфЯ ной величин времени проникания индентора 1 в грунт делается вывод о показателях механических свойств грунта.

При исследовании грунта, склонного к тиксотропным измерениям или разжижению, производится несколько испытаний грунта при различной частОте ударов ударника 3, что достигается регулированием расхода воздуха дросселем 4 в воздушной магистрали 5.

Устройство по второму варианту (фиг. 2) содержи конический полый

О ф индентор 1 в верхней части которого закреплен электромагнитный мехачизм

2 для погружения индентора 1 в грунт.

Механизм 2 погружения взаимодействует с ударником 3, размещенным в полости конического индентора 1. Механизм 2 погружения снабжен блоком 4 регулирования частоты ударов, содержащим блок 5 питания, реле 6 времени (мультивибратор), исполнительное реле

7 и промежуточное реле 8, причем блок 4 регулирования частоты ударов включен в цепь последовательно с катушкой электромагнитного механизма 2.

Устройство работает следующим образом.

При включении катушки электромагнитного механизма 2 в электрическую цепь производится подъем ударника 3 в верхнее положение. При размыкании электрической цепи происходит свободное падение ударника 3, вследствие чего ударник 3 производит удар по нижнему основанию конического индентора 1 . Конический индентор 1 под действием циклической ударной нагрузки проникает в грунт за определенное время, обусловленное механическими свойствами грунта. Врсмя погружения индентора 1 в грунт сопоставляется с тарировочным его значением. На основании сопоставления делается вывод о величине показателей механических свойств грунта.

При исследовании свойств грунта, склонного к тиксотропным изменениям или разжижению, производится несколько испытаний при различной частоте ударов Ударника 3. Изменение частоты ударов производится с помощью реле 6 времени (мультивибратора), включающего через определенные промежутки времени исполнительное реле 7, контакты которого включают промежуточное реле

8, последовательно соединенное с катушкой электромагнитного механизма 2.

Работоспособность реле 6 времени (мультивибратора) и исполнительного реле 7 обеспечивается блоком 5 питания.

Устройство по третьему вариан ó (фиг. 3) содержит конический полый индентор 1, в. верхней части которого закреплен механизм 2 его rviroyxeния, содержащий электродвига1ель 3, взаимодействующий с ударником 6, размещенным в полости конического индентора через редуктор 4 и крив.ив;1ношатунный механизм 5, а мехаl: зч ri з, ру5 9222 жения снабжен блоком регулирования частоты ударов, выполненным по извест.ной схеме в виде регулятора скорости вращения вала двигателя или редуктора. 5

Уст рой ст во работ ает следующим образом.

При включении электродвигателя 3 в электрическую цепь элементы кривошипно-шатунного механизма 5 взаимо- О действуют с .ударником 6, размещенным в полости конического индентора 1, вследствие чего производятся удары по нижнему основанию индентора 1 ударником 6. Индентор 1 погружается в грунт за время, обусловленное мощностью ударного импульса, частотой ударов и механическими свойствами грунта. На основании сопоставления величины времени погружения инденто- 20 ра 1 в грунт и времени погружения по тарировочной кривой делается вы.вод о показателях механических свойств грунта.

При исследовании грунта, склонного к тиксотропным измерениям или разжижению, испытания производят при различной частоте ударов ударника,6.

Изменение частоты ударов производят путем изменения числа оборотов вала ЗО электродвигателя. 3 или редуктора 4.

При возведении земляных сооружений (площадок, насыпей, дамб, плотин), BblcolB отсыпаемых слоев грунта принимается в зависимости от принятых способов уплотнения. Для контроля плотности среды по высоте уплотняемого слоя высота конического индентора принимается равной высоте отсыпаемого слоя грунта. 40

Эффект от применения изобретения заключается в повышении точности определения свойств грунта за счет ис" ключения вредного воздействия колебаний штанг в горизонтальном направле- 4з нии на процесс пооникания индентора в грунт. Благодаря тому, что механизм погружения индентора снабжен блоком регулирования частоты механических импульсов, обеспечивается возможность у

30 G определения показателей тиксотропности грунтов и потери устойчивости грунтов, склонных к разжижению, Формула изобретения

1. Устройство для определения механических свойств грунта, включающее конический индентор, механизм погружения с ударником и приводом, измерительное приспособление, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повы- шения точности и расширения диапазона исследований, механизм погружения снабжен блоком регулирования частоты ударов, конический индентор выполнен с полостью, причем привод механизма погружения закреплен в верхней части конического индентора, а ударник раз.мещен в полости последнего.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что привод механизма погружения выполнен пневматическим, а блок регулирования частоты ударов — в виде регулятора расхода воздуха.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что привод механизма погружения выполнен с катушкой электромагнита, взаимодействующей с ударником, блок регулирования частоты ударов состоит из источника питания, реле времени, исполнительного реле и соединен последовательно с катушкой электромагнита.

Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что привод механйзма погружения состоит из электродвигателя с оедуктором и кривошипношатунным механизмом, а блок регулирования частоты ударов включает регулятор частоты вращения вала электродвигателя или редуктора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР

8Г 1334 10, кл. E 02 D 1/00, 1960.

2. Авторское свидетельство СССР и" 592921, Ka. E 02 D 1/00, 1976.