Пресиометр

Пресиометр, що містить хвостовик, робочий кінцевик у вигляді клина із загостренням внизу і з датчиками тиску, що розташовані на одній із сторін клина урівень з його робочою поверхнею і розміщені з постійним кроком при геометричних розмірах клина, визначуваних із співвідношень a £ 6°, b ³ 2,5·t, де a - кут між робочими гранями клина; b 3 35730 кінець клина, на якому відсутні датчики бічного тиску, виконаний з двох роздільних частин, кожна з яких розміщена своїм хвостовиком усередині вищерозміщеної частини і виконана з упором в тензодатчики для вимірювання сили вертикального тиску з боку ґр унту на кожну з нижчележачих частин. Дані ознаки є необхідними і достатніми для досягнення технічного результату, який полягає в підвищенні інформативності і достовірності показів при дослідженні ґрунту за допомогою клиноподібного пресиометра, а саме в отриманні додаткової інформації про початкову ділянку пресиометричних випробувань і властивості незайманого ґрунту, який знаходиться в умовах природного залягання, а також про коефіцієнт тертя сталі об ґрунт на всі х, що піддаються дослідженню, глибинах його залягання. На фіг. 1, фіг. 2 і фіг. 3 зображені відповідно загальний вид пресиометра з боку однієї з граней клиноподібного робочого наконечника, вид пресиометра з торця клина і уподовж осьовий перетин 1-1 пресиометра, паралельний торцевій поверхні клина. Пресиометр містить клиноподібний робочий наконечник, що складається з трьох роздільних частин 1, 2 і 3. Нижні частини 2 і 3 розташовані своїми хвостовиками 9 і 10 усередині вищерозміщених частин 1 і 2 відповідно і спираються в тензодатчики 15 і 16 для вимірювання вертикального тиску на кожну з нижніх частин. Геометричні розміри клина задовольняють співвідношенню a £ 6°, b ³ 2,5 . t, де a - кут між робочими гранями клина; b - ширина грані клина; t - максимальна товщина клина. Торцеві поверхні клина виконані з пазамимікропоглибленнями по відношенню до краївкромок 8 клиноутворювальних граней. На одній з клиноутворювальних граней клина у вер хній його частині 1 встановлено три датчики тиску 4 урівень з робочою поверхнею і розміщені з постійним кроком. Ці датчики складаються з жорсткої кришкоподібної пластини 4, яка упирається з одного боку в шайбу 5 із зовнішнім різьбленням, яка укріплена в дископодібному отворі робочої поверхні клина, а з другого боку - в тензодатчики 14 з великим модулем Юнга. Тензодатчики 14 можуть бути виконані, наприклад, на основі напівпровідникових кристалів, що міняють свою електропровідність залежно від сили стиснення. Тензодатчики 14 встановлюють таким чином, що пружний елемент їх в первинному стані стислий до сили, величина якої менше сили з діапазону робочих сил, що впливають на зовнішню поверхню датчика тиску з боку ґрунту. Верхня складова частина 1 клина вгорі закінчується циліндровим хвостовиком 6, усередині якого розміщений переходник 7 між хвостовиком 6 і трубчастою штангою зонда (на фіг. не показана). В переходнику 7 є отвір, в якому розташовується кабель (не показаний), несучий інформацію про сигнали зі всіх тензодатчиків (13, 14, 15 і 16) на денну поверхню через трубчасту штангу зонда. Кабелі від цих всі х тензодатчиків проходять усередині деталей 2, 1, 6 і 7 (на фіг. не показані). Деталі 6 і 7 сполучає шпилька 17 з люфтом в деталі 6. Шпилька встановлена таким чином, що між базуваннями деталей 6 і 7 утворюється деяке почат 4 кове зусилля, яке стискає тензодатчик 13 і яке по своїй величині менше сили з діапазону вертикальних зусиль, діючих на клин під час його занурення в ґрунт. Шпилька 17 необхідна для того, щоб клин пресиометра утримувався як єдине ціле з переходником 7 при витяганні його з ґрунту після проведення випробувань. Хвостовик 9 деталі 2 сполучений також шпилькою 18 з деталлю 1, а хвостовик 10 деталі 3 сполучений з деталлю 2 шпилькою 19 з люфтами відповідно в деталях 1 і 2. Причому процес встановлення шпильок 18 і 19 здійснюється також під деяким вертикальним тиском стиснення силою, величина якої менше сил з діапазону вертикальних зусиль, діючих на частини клина 2 і 3 в процесі його занурення в ґрунт. Шпильки 18 і 19 та описаний спосіб їх установки необхідні для того, щоб деталі 1, 2 і З утримувалися як єдине ціле при витяганні клина з ґрунту після випробування і для того, щоб зменшити робочий діапазон стиснення тензодатчиків 15 і 16. На фіг. 2 також показані якнайтонші виступи-кромки 11 і 12, які подібні лезу, хвостовиків 9 і 10, що охоплюють відповідно торцеві поверхні деталей 1 і 2 і щільно прилеглі до них. Кромки 11 і 12 призначені для того, щоб закривати від проникнення ґрунту змінну в процесі занурення клина в ґрунт щілину між хвостовиком 9 і торцевою поверхнею деталі 1, а також між хвостовиком 10 і торцевою поверхнею деталі 2. Пресиометр працює таким чином. За допомогою установки статичного зондування за сприянням трубчастої штанги (не показані), жорстко сполученої з переходником 7, здійснюють глибинне занурення пресиометра в ґрунт. При цьому проводиться безперервне узяття показів з тензодатчиків 13, 14, 15 і 16. Завдяки наявності на клині пресиометра країв-кромок 8 тертя ґрунту об торцеві поверхні клина зведено нанівець, тобто є нехтувально малою величиною в порівнянні із зусиллям опору занурення клина в ґрунт, що впливає на клиноутворювальні площини. По різниці показів стискаючих зусиль тензодатчика 13 і тензодатчиків 15 і 16 знаходять вертикальне зусилля Рв1, що впливає з боку ґрунту на вер хню частину 1 клина. Знаючи Рв1 і інтегральний нормальний тиск Рн1 до клиноутворювальних площин частини 1 (на основі інформації від трьох тензодатчиків 14) знаходять складову від Рв1, обумовлену тертям ґрунту об сталь клиноутворювальних площин, а отже, і коефіцієнт тертя ґрунту об сталь. На основі показів тензодатчиків 15 і 16 знаходять вертикальні зусилля з боку ґрунту Рв2 і Рв3 відповідно на частини клина 2 і 3. А знаючи останні і коефіцієнт тертя ґрунту об сталь знаходять інтегральні нормальні тиски з боку ґрунту Рн2 і Рн3 на частини 2 і 3. Таким чином електронна обробка інформації з тензодатчиків 13, 14, 15 і 16 дозволяє одержувати нормальний тиск, що впливає на клиноутворювальну площину починаючи з найтонших його частин 3 і 2, що представляє головну гідність пропонованого способу в порівнянні з прототипом, оскільки саме початкова ділянка віджимання незайманого ґрунту є найважливішою для дослідників будівельних властивостей ґрунту характеристикою. Оскільки відтиснення ґрунту клином в сторони рівносильне 5 35730 руху в горизонтальному напрямі штампу, одержують залежність тиску від осідання штампу на п'яти вимірювальних рівнях, на основі чого найбільш достовірно обчислюють модуль деформації ґрунту. Крім цього детектується важлива додаткова така характеристика ґрунту як коефіцієнт тертя сталі об ґрунт на всі х глибинах зондування. Пропонований пресиометр, поєднуючи в собі такі достоїнства прототипу як простоту і технологічність у виготовленні, можливість високої продуктивності досліджень ґрунту, значно підвищує ін 6 формативність і достовірність показів, що знімаються, оскільки дозволяє охоплювати дослідженням початкову ділянку віджимання ґрунту у вістря клина. Джерела інформації: 1. Трофименков Ю. Г., Воробков Л.Н. Полевые методы исследования строительных свойств гр унтов. - М.: Стройиздат, 1981 - (С. 185-186). 2. Прессиометр. А.с. СССР №1645364 А1. кл. Е 02 D 1/00. / В.П. Писаненко, B.C. Гоголев. /Заявл. 01.12.88. Опубл. 30.04.91. Бюл. № 16. 7 Комп’ютерна в ерстка І.Скворцов а 35730 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601