RU2025559C1 - Устройство для комплексного зондирования грунтов - Google Patents
Устройство для комплексного зондирования грунтов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2025559C1 RU2025559C1 RU93037021A RU93037021A RU2025559C1 RU 2025559 C1 RU2025559 C1 RU 2025559C1 RU 93037021 A RU93037021 A RU 93037021A RU 93037021 A RU93037021 A RU 93037021A RU 2025559 C1 RU2025559 C1 RU 2025559C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- torque
- axial force
- strings
- housing
- axis
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Использование: строительство и горная промышленность при определении физико-механических свойств грунтов в процессе инженерно-геологических изысканий. Сущность изобретения: устройство для зондирования содержит корпус с коническим наконечником и продольными лопастями, в которых расположены приемные фильтры и каналы датчика порового давления, размещенного внутри корпуса. Там же установлен преобразователь осевого усилия и крутящего момента, выполненный в виде двух струн, связанных с упругим элементом, встроенным в корпус. Струны наклонены к продольной оси устройства под углом 0<α<90 расположены параллельно и симметрично проекции этой оси на плоскость, в которой они размещены. 3 ил.
Description
Изобретение относится к строительству и горному делу, а именно, к устройствам для определения физико-механических свойств грунтов при инженерных изысканиях.
Известно устройство для комплексного зондирования грунтов, содержащее три рабочих органа для измерения сопротивления грунта вдавливанию конического штампа (наконечника), трения о боковую поверхность погружающегося цилиндрического тела и сопротивления срезу вращающимся долотом с внешними продольными лопастями. Устройство имеет общие для всех рабочих органов набор буровых штанг и измерительную станцию, обслуживающую тензометрические динамометры. Каждый сменный рабочий орган снабжен отдельным промежуточным элементом, передающим только подлежащие измерению усилия, а именно осевые усилия при первых двух испытаниях и крутящий момент при определении сопротивления срезу [1].
Недостаток изобретения - невысокая точность и достоверность получаемой информации, т. к. в процессе зондирования с использованием данного устройства требуется извлечение штанг и замена рабочих органов на каждом горизонте. Это вносит дополнительные погрешности, а также существенно увеличивает время и трудоемкость испытаний, особенно при необходимости одновременного измерения порового давления. Кроме того, промежуточные элементы рабочих органов имеют сложную конструкцию и требуют высокой точности изготовления.
Ближайшим техническим решением к заявляемому является устройство для комплексного зондирования грунтов, содержащее корпус с коническим наконечником и продольными лопастями, датчик порового давления, установленный в герметической полости, и преобразователь осевого усилия и крутящего момента [2].
Указанное устройство позволяет с помощью одного зондирования (на одной скважине и каждом измерительном горизонте) определить комплекс показателей состояния грунта: осевое усилие, крутящий момент и величину порового давления и ряд расчетных показателей состояния и свойств грунта (сопротивление пенетрации, сопротивление сдвигу, структурную прочность, модуль деформации, степень уплотнения).
При использовании этого устройства измерения осевого усилия задавливания наконечника и крутящего момента, обусловленного вращением корпуса с коническим наконечником и продольными лопастями, производят преобразователями осевого усилия и крутящего момента, установленными на дневной поверхности. Поэтому на точность измерений этих показателей отрицательно влияют силы трения, возникающие при перемещениях бурового става относительно грунта, случайные паразитные сопротивления, например, при перекосах штанг, вызывающих изгибные деформации, сопутствующее осевое давление на рабочий орган, в частности, от веса штанг, при измерении крутящего момента.
Задачей изобретения является повышение точности измерения осевого усилия и крутящего момента и соответствующих расчетных параметров состояния и свойств грунтов в процессе одного зондирования и на каждом измерительном горизонте.
Указанная задача достигается тем, что в устройстве для комплексного зондирования грунтов, содержащем корпус с коническим наконечником и продольными лопастями, датчик порового давления, установленный в герметичной полости корпуса, преобразователь осевого усилия и крутящего момента выполнен в виде двух струн, связанных с встроенным в корпус упругим элементом и расположенных в плоскости, наклоненной к продольной оси устройства, параллельно друг другу и симметрично относительно проекции этой оси на указанную плоскость, при этом струны посредством кабеля соединены с регистратором преобразователя, например, частотомером типа ПЦП.
Выполнение преобразователя осевого усилия и крутящего момента в виде двух струн, связанных с встроенным в корпус упругим элементом и расположенных в плоскости, наклонной к продольной оси устройства, параллельно друг другу и симметрично относительно проекции этой оси на указанную плоскость, позволяет, по сравнению с прототипом, перенести место отбора информации с дневной поверхности непосредственно на измерительный горизонт. При этом при измерении осевого усилия (сопротивления пенетрации) точность измерений повышается за счет учета веса штанг и одновременного исключения ошибки, вызванной дополнительной осевой нагрузкой, обусловленной, например, трением штанг о стенки скважины, и при измерении крутящего момента (сопротивление грунта срезу) - за счет фиксации только той части этого момента, которая соответствует сопротивлению вращения продольных лопастей в грунте.
Предложенное выполнение преобразователя обеспечивает одновременную регистрацию осевого усилия и крутящего момента одним и тем же упругим элементом без извлечения штанг из массива с фиксацией сжатия двумя струнами при определении осевого усилия и фиксацией одной струной деформации сжатия и другой - растяжения при определении крутящего момента, что позволяет при определении осевого усилия исключить ошибки, обусловленные сопутствующими изгибами и перекосами штанг, а при определении крутящего момента исключить при последующей обработке результатов измерений ошибку, вызванную сопутствующей осевой нагрузкой, например, от веса штанг.
На фиг.1 показан общий вид устройства в продольном разрезе; на фиг.2 и 3 - продольный и поперечный разрезы преобразователя осевого усилия и крутящего момента.
Устройство состоит из корпуса 1 с коническим наконечником 2 и продольными лопастями 3, в которых выполнены приемные фильтры 4 и каналы 5, датчика порового давления 6, например, мембранного типа, установленного внутри корпуса 1, и преобразователя осевого усилия и крутящего момента. Внутренняя полость корпуса 1, приемные фильтры 4 и каналы 5 заполнены вязкой несжимаемой жидкостью, например, техническим вазелином. Преобразователь выполнен в виде двух струн 7, жестко связанных с упругим элементом 8 (см. фиг.2) и подключенных посредством кабеля 9 к регистратору (на фиг. не показан). При этом упругий элемент выполнен, например, в виде тонкостенного металлического цилиндра, встроенного в корпус 1, а две струны расположены в плоскости, наклонной к продольной оси устройства под углом α, равным 0о < α< 90о, параллельно друг другу и симметрично относительно проекции этой оси на указанную плоскость (см. фиг.2). Конкретный выбор угла α определяется расчетным путем, исходя из стремления к равенству деформаций струн 7 от осевого усилия и крутящего момента при максимальных значениях этих показателей. Датчик порового давления соединен кабелем с регистратором. Корпус 1 через упругий элемент 8 соединен с буровой штангой - буровым ставом, который кинематически связан с нагрузочным приспособлением (на фиг. не показан) для передачи ему осевого усилия и крутящего момента.
Устройство для комплексного зондирования грунтов работает следующим образом.
Устройство путем задавливания погружают на заданную глубину грунтового массива. В процессе задавливания фиксируют деформации сжатия упругого элемента 8 посредством двух струн 7, соединенных через кабель с регистратором преобразователя. Далее к буровому ставу 11 прикладывают крутящий момент и производят срез грунта лопастями 3, при этом одна из струн фиксирует деформации сжатия, а другая - растяжения. По указанным деформациям определяют крутящий момент, соответствующий сопротивлению вращения лопастей, после чего измеряют поровое давление.
Предложенное устройство для комплексного зондирования грунтов обеспечивает автоматическое усреднение показаний преобразователя деформаций (для крутящего момента - по модулю) и измерение различных нагрузок одним и тем же преобразователем.
Таким образом, полученная информация о величинах усилия задавливания, крутящего момента и порового давления на измерительном горизонте позволяет по известным аналитическим зависимостям определять следующий комплекс показателей состояния и свойств грунта: сопротивление пенетрации, сопротивление сдвигу, структурную прочность, модуль деформации, степень уплотнения.
Измерение и определение этих показателей на следующем измерительном горизонте производят аналогично.
Claims (1)
- УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ГРУНТОВ, содержащее корпус с конусным наконечником и продольными лопастями, датчик парового давления, установленный в герметичной полости корпуса и преобразователь осевого усилия и крутящего момента, отличающееся тем, что преобразователь осевого усилия и крутящего момента выполнен в виде двух струн, связанных с встроенным в корпус упругим элементом и расположенных в плоскости, наклонной к продольной оси устройства, параллельно друг другу и симметрично относительно проекции этой оси на указанную плоскость, при этом струны посредством кабеля соединены с регистратором преобразователя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93037021A RU2025559C1 (ru) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | Устройство для комплексного зондирования грунтов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93037021A RU2025559C1 (ru) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | Устройство для комплексного зондирования грунтов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2025559C1 true RU2025559C1 (ru) | 1994-12-30 |
RU93037021A RU93037021A (ru) | 1995-10-27 |
Family
ID=20145312
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93037021A RU2025559C1 (ru) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | Устройство для комплексного зондирования грунтов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2025559C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2541977C2 (ru) * | 2012-07-27 | 2015-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО "НПП "Геотек") | Установка для бурового зондирования |
RU2626865C2 (ru) * | 2015-12-21 | 2017-08-02 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО "НПП "Геотек") | Устройство для измерения параметров бурения |
-
1993
- 1993-07-20 RU RU93037021A patent/RU2025559C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Механические испытания грунтов (аннотированный обзор изобретений), Энергия, Ленинградское отделение, 1969, Составители: С.С.Бушканец и др., с.60, анн.78. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 1649036, E 02D 1/00, 1989. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2541977C2 (ru) * | 2012-07-27 | 2015-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО "НПП "Геотек") | Установка для бурового зондирования |
RU2626865C2 (ru) * | 2015-12-21 | 2017-08-02 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО "НПП "Геотек") | Устройство для измерения параметров бурения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4461171A (en) | Method and apparatus for determining the in situ deformability of rock masses | |
US5868030A (en) | Core sample test method and apparatus | |
KR101487773B1 (ko) | 균일 단면 동적 콘 관입 시험기 | |
JPH05240601A (ja) | 変位量、好ましくは、土、岩、基礎土の変位量、或いは、建造物の変位量を決定するための測定器 | |
US4389896A (en) | Borehole gauge for in-situ measurement of stress and other physical properties | |
CN106525301B (zh) | 一种基于分布式光纤感测的力和位移测量方法及传感器 | |
US5113707A (en) | Three-dimensional strain monitor for rock boreholes | |
CN104729938B (zh) | 一种基于机电阻抗法的便携式硬度检测结构及其检测方法 | |
RU2025559C1 (ru) | Устройство для комплексного зондирования грунтов | |
CA2422552C (en) | Method and device for defining elastic deformations and integral angle of a gyratory compactor | |
US6578431B2 (en) | Method and apparatus for determining bulk material properties of elastomeric materials | |
CN204556417U (zh) | 一种基于机电阻抗法的便携式硬度检测结构及其硬度计 | |
US3813929A (en) | Resonant footing test apparatus | |
CN111413196B (zh) | 测量岩石节理面剪切过程中裂隙变化的实验方法及其*** | |
RU2333314C1 (ru) | Устройство для комплексного зондирования грунтов | |
SU874867A1 (ru) | Устройство дл определени деформации оползневых слоев массива грунта | |
SU973702A1 (ru) | Прибор дл компрессионных испытаний грунта | |
CN86108843B (zh) | 围岩特性曲线的实测探头 | |
US6756548B2 (en) | Apparatus and method for measuring mass in a microgravity environment | |
RU2065590C1 (ru) | Датчик давления песчаного грунта | |
AU2021105145A4 (en) | Device for indirectly measuring dynamic stiffness of rough structural surface | |
SU956969A1 (ru) | Тензометр дл измерени продольной и поперечной деформации | |
SU847077A1 (ru) | Динамометр дл измерени напр жений вбЕТОННыХ СООРужЕНи Х | |
SU1076527A1 (ru) | Устройство дл определени физико-механических свойств грунта | |
SU1318653A1 (ru) | Вибростабилометрическа установка дл испытани крупнообломочных грунтов |