[go: up one dir, main page]

RU2510440C2 - Device for complex determination of physical and mechanical properties of soils under field conditions - Google Patents

Device for complex determination of physical and mechanical properties of soils under field conditions Download PDF

Info

Publication number
RU2510440C2
RU2510440C2 RU2012121343/03A RU2012121343A RU2510440C2 RU 2510440 C2 RU2510440 C2 RU 2510440C2 RU 2012121343/03 A RU2012121343/03 A RU 2012121343/03A RU 2012121343 A RU2012121343 A RU 2012121343A RU 2510440 C2 RU2510440 C2 RU 2510440C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
soils
mechanical properties
physical
servo drive
sensor
Prior art date
Application number
RU2012121343/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012121343A (en
Inventor
Геннадий Григорьевич Болдырев
Елена Геннадьевна Болдырева
Илья Хамитович Идрисов
Аркадий Иванович Елатонцев
Олег Алексеевич Виноградов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО "НПП "Геотек")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО "НПП "Геотек") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО "НПП "Геотек")
Priority to RU2012121343/03A priority Critical patent/RU2510440C2/en
Publication of RU2012121343A publication Critical patent/RU2012121343A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2510440C2 publication Critical patent/RU2510440C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: device for complex determination of physical and mechanical properties of soils under field conditions includes an anchor, a thrust beam, a load screw, a turning wheel, an impeller and a cutting ring. In order to enlarge functional capabilities and improve measurement accuracy, it is equipped with a servo drive with a screw, which is installed on the thrust beam, a torque sensor fixed on a tie rod with a circular die, a force sensor fixed in lower part of the servo drive, a vertical movement sensor installed at a reference point. The servo drive, the force sensor, the torque sensor, the vertical movement sensor are connected to the control unit and through an interface to a computer, thus forming a measurement system with direct and feedback communication between the sensors and the servo drive.
EFFECT: improving accuracy of loading and measurement by automatic control of performed tests.
5 cl, 1 ex, 5 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Определение механических свойств грунтов в полевых условиях при проведении инженерно-геологических изысканий и обследовании грунтов в основании существующих фундаментов.Determination of the mechanical properties of soils in the field during engineering and geological surveys and soil surveys in the basis of existing foundations.

Уровень техникиState of the art

Аналогом заявляемого технического решения является «Установка для испытания скальных и полускальных грунтов кольцевым целиком с использованием анкера» (П-43-89. Рекомендации по определению характеристик реологических свойств скальных и полускальных грунтов методом кольцевого нагружения. Л., ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1990 г., рис.4, 6, стр.16-17 [Л1]), включающая анкер, упорную раму, закладную двутавровую балку, гидравлические домкраты, бетонные упоры, кольцевой целик, индикаторы часового типа.An analogue of the claimed technical solution is the "Installation for testing rocky and semi-rocky soils completely ring using an anchor" (P-43-89. Recommendations for determining the characteristics of the rheological properties of rocky and semi-rocky soils by ring loading. L., VNIIG them. B.E. Vedeneeva, 1990, Fig. 4, 6, pp. 16-17 [L1]), including anchor, thrust frame, embedded I-beam, hydraulic jacks, concrete stops, ring pillar, dial indicators.

Недостатком данного аналога является то, что данное устройство является громоздким, так как его предлагается использовать для испытаний в полевых условиях скальных и полускальных грунтов с кольцевым целиком диаметром 1 м. Для создания касательной нагрузки используется закладная двутавровая балка и два гидравлических домкрата, а сама балка размещается в предварительно пробуренной полости сквозь кольцевой целик, при этом домкраты должны упираться в бетонные упоры. Подобная схема нагружения касательной нагрузкой невозможна в глинистых и песчаных грунтах из-за их малой прочности и высокой сжимаемости.The disadvantage of this analogue is that this device is cumbersome, since it is proposed to be used for field tests of rocky and semi-rocky soils with an annular whole diameter of 1 m. To create a tangent load, an embedded I-beam and two hydraulic jacks are used, and the beam itself is located in a pre-drilled cavity through the annular pillar, while the jacks should abut against concrete stops. A similar shear loading scheme is not possible in clay and sandy soils due to their low strength and high compressibility.

Следующим аналогом заявляемого технического решения является «Способ испытания грунта» (авторское свидетельство СССР SU 657315 А1, заявка 2362128/25-28 от 17.05.1976, МПК5 G01N 3/08, G01N 3/22, заявитель Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт им. В.В. Куйбышева, автор В.Л. Кубецкий, опубликовано 15.04.1979 [Л2]), заключающийся в том, что на грунт устанавливают кольцевой штамп, создают сжимающие и крутящие усилия, замеряют их и по полученным данным судят о свойствах грунта, отличающийся тем, что с целью повышения точности при испытании скального грунта используют штамп с плавными переходами к грунту, который жестко скрепляют с последним.The next analogue of the claimed technical solution is the "Method of soil testing" (USSR copyright certificate SU 657315 A1, application 2362128 / 25-28 of 05.17.1976, IPC 5 G01N 3/08, G01N 3/22, applicant of the Order of the Red Banner of Labor VV Kuibyshev Construction Institute, author V.L. Kubetskiy, published on 04.15.1979 [L2]), which consists in the fact that an annular stamp is placed on the ground, compressive and torque forces are created, they are measured and judged by the data obtained about the properties of the soil, characterized in that in order to improve accuracy during testing and rocky soil use a stamp with smooth transitions to the soil, which is rigidly fastened to the latter.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

На площадке грунта устанавливают кольцевой штамп с плавными переходами к грунту и жестко скрепляют его с грунтом, например, прямо на грунте из бетона изготовляют используемый штамп. В штампе предусмотрены нагружаемые, например, домкратом упоры и площадка.An annular stamp with smooth transitions to the ground is installed on the ground, and it is firmly fastened to the ground, for example, the stamp used is made directly from the concrete. The stamp provides for stresses, for example, with a jack, and a platform.

Затем при помощи системы нагружателей, например, домкратов, создают сжимающее усилие на грунт, а крутящее усилие создают, воздействуя на упоры таким образом, что линия действия усилия параллельна касательной к поверхности штампа. Замеряют усилия, действующие на грунт, и по полученным данным судят о свойствах грунта. Указанный способ позволяет судить не только о прочности поверхностных слоев, но и о прочности глубинных слоев грунта, что повышает точность определения свойств грунта в целом.Then, using a system of loaders, for example, jacks, a compressive force is created on the ground, and a torque force is created by acting on the stops in such a way that the line of action of the force is parallel to the tangent to the surface of the stamp. The forces acting on the soil are measured, and the properties of the soil are judged by the data obtained. This method allows us to judge not only the strength of the surface layers, but also the strength of the deep layers of the soil, which increases the accuracy of determining the properties of the soil as a whole.

Недостатком данного аналога является то, что в нем отсутствует возможность испытаний с управлением системы нагружателей, что не позволяет проводить испытания с непрерывным нагружением при заданной скорости деформаций. Вторым недостатком является отсутствие системы автоматизированной записи данных измерений сжимающего и крутящего усилий при проведении испытаний, что снижает точность и производительность испытаний.The disadvantage of this analogue is that it lacks the possibility of testing with the control of the system of the loaders, which does not allow testing with continuous loading at a given strain rate. The second disadvantage is the lack of a system for automated recording of measurement data of compressive and torsional forces during testing, which reduces the accuracy and performance of the tests.

Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого технического решения является УНИВЕРСАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ВСЕГИНГЕО (Справочник по инженерной геологии, 3-е издание, переработанное и дополненное, под ред. М.В. Чуринова, М., Недра, 1981 г., рис.71, стр.300 [Л3]), содержащая стойку-анкер, упорную балку, нагрузочный винт, динамометр, поворотный рычаг с динамометром, поворотное кольцо, крыльчатку или режущее кольцо, аутриггер.The closest analogue (prototype) of the proposed technical solution is UNIVERSAL INSTALLATION VSEGINGEO (Handbook of Engineering Geology, 3rd edition, revised and supplemented, under the editorship of M.V. Churinov, M., Nedra, 1981, Fig. 71, p. 300 [L3]), comprising an anchor post, a support beam, a load screw, a dynamometer, a rotary lever with a dynamometer, a rotary ring, an impeller or a cutting ring, an outrigger.

Установка предназначена для определения параметров прочности песчано-глинистых и глинисто-щебенистых грунтов на поверхности и в шурфах методами кругового среза пород по круглоцилиндрической поверхности, а также для вырезания из массива крупных образцов цилиндрической формы в кольцо-обойму.The installation is designed to determine the strength parameters of sandy clay and clayey-gravelly soils on the surface and in pits by circular cutting of rocks along a round-cylindrical surface, as well as for cutting large cylindrical specimens from an array into a ring ring.

Недостатком прототипа является невозможность создания больших вертикальных перемещений поворотного кольца, крыльчатки или режущего кольца вследствие ограничений, накладываемых конструкцией консольной упорной балки. Вторым недостатком является то, что вертикальная нагрузка создается гидравлическим домкратом, что вызывает необходимость постоянного контроля величины давления в гидроцилиндре вследствие его падения из-за осадки поворотного кольца, что трудоемко выполнить в ручном режиме управления нагружением. Существенным недостатком является также то, что измерение вертикального перемещения, нагрузки и крутящего момента выполняется вручную, что снижает производительность и точность проводимых испытаний. Следующим недостатком прототипа является то, что в процессе испытаний определяются только две прочностные характеристики грунтов - угол внутреннего трения и сила удельного сцепления, в то время как существует необходимость определения характеристик деформируемости.The disadvantage of the prototype is the inability to create large vertical movements of the rotary ring, the impeller or the cutting ring due to the restrictions imposed by the design of the cantilever thrust beam. The second disadvantage is that the vertical load is created by a hydraulic jack, which necessitates constant monitoring of the pressure in the hydraulic cylinder due to its fall due to the upsetting of the rotary ring, which is difficult to perform in manual mode of loading control. A significant drawback is that the measurement of vertical displacement, load and torque is performed manually, which reduces the performance and accuracy of the tests. Another disadvantage of the prototype is that during the test process, only two strength characteristics of the soil are determined - the angle of internal friction and the specific adhesion force, while there is a need to determine the deformability characteristics.

Сущность технического решенияThe essence of the technical solution

Известно устройство для испытания грунтов в полевых условиях, включающее анкер, упорную балку, нагрузочный винт, поворотное кольцо, крыльчатку и режущее кольцо для испытаний грунтов в полевых условиях.A device for testing soils in the field, including an anchor, a thrust beam, a loading screw, a rotary ring, an impeller and a cutting ring for testing soils in the field.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, повышение точности нагружения и измерений путем автоматического контроля проводимых испытаний.The purpose of the invention is the expansion of functionality, improving the accuracy of loading and measurements by automatically monitoring the tests.

Поставленная цель достигается тем, что для создания вертикальной нагрузки применен серводвигатель, а создание и регулирование скорости приложения вертикальной нагрузки контролируется компьютером через блок управления датчиками силы и перемещений.This goal is achieved by the fact that a servo motor is used to create a vertical load, and the creation and regulation of the vertical load application speed is controlled by a computer through a control unit for force and displacement sensors.

Для восприятия реакции от вертикальной нагрузки применены два анкера и складная балка.To perceive the reaction from the vertical load, two anchors and a folding beam are used.

Для повышения точности создания касательной нагрузки измерение крутящего момента выполняется с использованием консоли и датчика силы.To increase the accuracy of creating a tangential load, torque measurement is performed using the console and the force sensor.

Для измерения скорости прохождения поперечной волны в анкер введен акселерометр.An accelerometer is introduced into the anchor to measure the shear wave velocity.

Для расширения функциональных возможностей в устройство введены круглый и винтовой штампы, зонд, что позволяет определять дополнительные механические характеристики грунтов, такие как модуль упругости и деформации, модуль сдвига. При этом определение параметров деформируемости грунтов выполнятся в соответствии с действующими ГОСТ.To expand the functionality, round and screw dies, a probe are introduced into the device, which allows you to determine additional mechanical characteristics of soils, such as elasticity and deformation modulus, shear modulus. In this case, the determination of soil deformability parameters will be carried out in accordance with applicable GOST.

Перечень фигур, чертежей и иных материаловList of figures, drawings and other materials

На фиг.1 изображен общий вид конструкции устройства для комплексного определения физических и механических свойств грунтов в полевых условиях.Figure 1 shows a General view of the design of the device for the integrated determination of the physical and mechanical properties of soils in the field.

На фиг.2 изображена блок-схема измерений.Figure 2 shows a block diagram of the measurements.

На фиг.3 изображена конструкция складной упорной балки.Figure 3 shows the design of a collapsible thrust beam.

На фиг.4 изображена конструкция осевого нагружения.Figure 4 shows the design of axial loading.

На фиг.5 изображена конструкции кольцевого штампа с датчиком крутящего момента.Figure 5 shows the design of an annular stamp with a torque sensor.

Пример реализации предлагаемого технического решенияAn example of the implementation of the proposed technical solution

На фиг.1, 2, 3, 4, 5 устройство содержит два винтовых анкера 1, складную упорную балку 2, на которой закреплен сервопривод 3 с винтом 4, на нижней части закреплен датчик силы 5. Датчик измерения крутящего момента 6 посредством штанг 7 соединен с кольцевым штампом 8. Устройство содержит набор сменных приспособлений: кольцевой штамп 8, круглый штамп 9, винтовой штамп 10, пенетрометр 11, зонд 12, крыльчатку 13, пробоотборник 15.In figure 1, 2, 3, 4, 5, the device contains two screw anchors 1, a folding stop beam 2, on which a servo-drive 3 is fixed with a screw 4, a force sensor 5 is fixed on the lower part. A torque measuring sensor 6 is connected by means of rods 7 with a ring stamp 8. The device contains a set of interchangeable devices: ring stamp 8, round stamp 9, screw stamp 10, penetrometer 11, probe 12, impeller 13, sampler 15.

В нижней части внутри анкера 1 имеется трехкоординатный акселерометр 16, блок усиления и преобразования сигналов в цифровой вид 17, который по беспроводной или проводной связи подключен к блоку управления 18 и через интерфейс 19 к компьютеру 20.In the lower part inside the anchor 1 there is a three-axis accelerometer 16, a unit for amplifying and converting signals to digital form 17, which is connected wirelessly or wired to the control unit 18 and through the interface 19 to the computer 20.

На верхней части штанги круглого штампа 9 закреплена подвижная консоль 21, на которую опирается шток датчика вертикальных перемещений 22, закрепленный на держателе 23 и репере 24. Датчик перемещений 22 подключен по беспроводной или проводной связи к блоку управления 18.On the upper part of the rod of the round stamp 9, a movable console 21 is fixed, on which the rod of the vertical displacement sensor 22 is supported, mounted on the holder 23 and the reference 24. The displacement sensor 22 is connected wirelessly or wired to the control unit 18.

Датчик крутящего момента 6 с ручками 25 закреплен на одной из штанг 7 и подключен по беспроводной или проводной связи к блоку управления 18 и через интерфейс 19 к компьютеру 20.A torque sensor 6 with handles 25 is mounted on one of the rods 7 and is connected wirelessly or wired to the control unit 18 and through the interface 19 to the computer 20.

В верхней части винтового анкера 1 имеется захват 26 для соединения с упорной балкой 2.In the upper part of the screw anchor 1 there is a gripper 26 for connection with the thrust beam 2.

Упорная балка 2 состоит из двух складных труб 27, на концах которых имеются опорные планки 28, служащие упором для установки в захват 26. Держатель 29 предназначен для установки сервопривода 3 с винтом 4, а также для закрепления на нем складных труб 27 упорной балки 2. В рабочем положении балки 2 складные трубы 27 соединяются между собой стопорным штифтом 30. На репере 24 имеется держатель 32 для установки датчика перемещений 33.The stop beam 2 consists of two collapsible pipes 27, at the ends of which there are support strips 28, which serve as a stop for installation in the gripper 26. The holder 29 is designed to install a servo drive 3 with a screw 4, as well as to fix the folding pipes 27 of the stop beam 2 on it. In the working position of the beam 2, the folding pipes 27 are interconnected by a locking pin 30. On the frame 24 there is a holder 32 for installing the displacement sensor 33.

Датчик крутящего момента 6 имеет датчик силы 34 и консоль 35, которая закреплена на одной из ручек 25.The torque sensor 6 has a force sensor 34 and a console 35, which is mounted on one of the handles 25.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Этап 1. Подготовка устройства к испытаниямStage 1. Preparation of the device for testing

1. На поверхности грунта, дне котлована или шурфа, используя сервопривод 3 с винтом 4, в грунт заворачивают два винтовых анкера 1 на расстоянии, равном расстоянию между планками 28 на упорной балке 2.1. On the soil surface, the bottom of the pit or pit, using a servo drive 3 with screw 4, two screw anchors 1 are wrapped in soil at a distance equal to the distance between the slats 28 on the stop beam 2.

2. Упорная балка 2 закрепляется винтами 31 в захватах 26 на анкерах 1.2. The thrust beam 2 is fixed with screws 31 in the grippers 26 on the anchors 1.

3. Сервопривод 3 закрепляют на держателе 29 в центральной части на упорной балке 2 и подключают к блоку управления 18.3. The servo drive 3 is fixed on the holder 29 in the Central part on the thrust beam 2 and connected to the control unit 18.

4. На поверхности грунта устанавливают репер 24 и прикрепляют к нему держатели 23, 32 датчиков перемещений 22, 33. Шток датчика перемещений 33 устанавливают в любом месте на поверхности упорной балки 2. Датчики перемещений подключают к блоку управления 18.4. A reference point 24 is installed on the surface of the soil and holders 23, 32 of displacement sensors 22, 33 are attached to it. The displacement sensor rod 33 is installed anywhere on the surface of the stop beam 2. The displacement sensors are connected to the control unit 18.

Показания датчика перемещений 33 позволяют оценить прогиб упорной балки 2, который учитывается при измерении вертикального перемещения того или иного приспособления.The readings of the displacement sensor 33 make it possible to evaluate the deflection of the thrust beam 2, which is taken into account when measuring the vertical displacement of a particular device.

5. Датчики силы 5, 34, датчики перемещений 22, 33 подключают к блоку управления 18.5. Force sensors 5, 34, displacement sensors 22, 33 are connected to the control unit 18.

6. Блок управления 18 через интерфейс 19 подключают к компьютеру 20.6. The control unit 18 through the interface 19 is connected to the computer 20.

Этап 2. Реализация автоматического способа испытания и последовательность проведения испытанийStage 2. Implementation of the automatic test method and test sequence

1. Выбирают тип приспособления для испытаний грунта: круглый штамп 9, винтовой штамп 10, пенетрометр 11, зонд 12, крыльчатка 13, кольцевой штамп 8 или пробоотборник 15.1. Choose the type of device for soil testing: round stamp 9, screw stamp 10, penetrometer 11, probe 12, impeller 13, ring stamp 8 or sampler 15.

2.1. Испытания круглым штампом площадью 600 см2 2.1. Tests with a round stamp of 600 cm 2

2.1.1. Круглый штамп устанавливают на поверхность грунта соосно с винтом 4 и, используя держатель 23, закрепляют датчик перемещений 22 так, чтобы его шток упирался в подвижную консоль 21.2.1.1. A round stamp is installed on the soil surface coaxially with the screw 4 and, using the holder 23, fix the displacement sensor 22 so that its rod abuts against the movable console 21.

2.1.2. Используя методику ГОСТ 20276-99 раздел 5 [Л4], проводят испытания штампом. Измерение осадки штампа и управление нагрузкой выполняют автоматически, используя показания датчика перемещений 22, датчика силы 5 и сервопривод 3. Данные измерений заносятся в базу компьютера.2.1.2. Using the method of GOST 20276-99 section 5 [L4], a stamp test is performed. The stamp draft measurement and load control are performed automatically using the readings of the displacement sensor 22, the force sensor 5 and the servo drive 3. The measurement data are entered into the computer base.

2.1.3. Используя результаты измерений по пункту 5.5.2 ГОСТ 20276-99, находят модуль деформации грунта.2.1.3. Using the measurement results under paragraph 5.5.2 of GOST 20276-99, find the module of soil deformation.

2.2. Испытания винтовым штампом площадью 600 см2 2.2. Tests with a 600 cm 2 screw die

2.2.1. Винтовой штамп устанавливают на поверхность грунта соосно с винтом 4 и, используя держатель 23, закрепляют датчик перемещений 22 так, чтобы его шток упирался в подвижную консоль 21.2.2.1. A screw stamp is mounted on the soil surface coaxially with the screw 4 and, using the holder 23, fix the displacement sensor 22 so that its rod abuts against the movable console 21.

2.2.2. Используя методику ГОСТ 20276-99 раздел 5, проводят испытания штампом. Завинчивание штампа в грунт и приложение вертикальной нагрузки выполняют с использованием сервопривода 3. Измерение осадки штампа и управление нагрузкой выполняют автоматически, используя показания датчика перемещений 22, датчика силы 5 и сервопривод 3. Данные измерений заносятся в базу компьютера.2.2.2. Using the methodology of GOST 20276-99 Section 5, a stamp test is performed. Screwing the stamp into the ground and applying a vertical load is performed using a servo drive 3. Measurement of the draft of the stamp and load control are performed automatically using the readings of the displacement sensor 22, force sensor 5 and servo drive 3. The measurement data are entered into the computer base.

2.2.3. Используя результаты измерений по пункту 5.5.2 ГОСТ 20276-99, находят модуль деформации грунта.2.2.3. Using the measurement results under paragraph 5.5.2 of GOST 20276-99, find the module of soil deformation.

2.3. Испытания кольцевым штампом2.3. Ring Stamp Tests

2.3.1. Кольцевой штамп 8 соединяют со штангой 7, а ее с датчиком крутящего момента 6, после чего его устанавливают соосно с винтом 4 под упорной балкой 2.2.3.1. An annular stamp 8 is connected to the rod 7, and it with a torque sensor 6, after which it is installed coaxially with the screw 4 under the thrust beam 2.

2.3.2. Используя методику кольцевого среза ГОСТ 20276-99 раздел 12.4, проводят испытания методом кольцевого среза. Контроль и управление нормальным давлением выполняют автоматически с использованием датчика 5 и сервопривода 3. Измерение касательной нагрузки выполняют автоматически с использованием датчика крутящего момента 6, а приложение нагрузки вручную, используя ручки 25. Данные измерений заносятся в базу компьютера.2.3.2. Using the method of ring cut GOST 20276-99 section 12.4, carry out tests by the method of ring cut. Monitoring and control of normal pressure is carried out automatically using the sensor 5 and servo drive 3. Measurement of the tangential load is performed automatically using the torque sensor 6, and the application of the load manually using the knobs 25. The measurement data is entered into the computer database.

2.3.3. Используя результаты измерений по пункту 12.4.4 ГОСТ 20276-99, находят прочностные характеристики грунтов: угол внутреннего трения и силы удельного сцепления.2.3.3. Using the measurement results under paragraph 12.4.4 of GOST 20276-99, find the strength characteristics of soils: the angle of internal friction and the specific adhesion force.

2.4. Испытания зондом2.4. Probe test

2.4.1. Используя метод статического зондирования ГОСТ 19912-2001 раздел 5 [Л5], проводят испытания с использованием предлагаемого устройства. Скорость непрерывного нагружения создают сервоприводом 3 и контролируют компьютером 20. Измерение скорости погружения зонда выполняют датчиком перемещений 22, а сигналы с датчиков зонда передают через блок управления 18 в базу компьютера 20.2.4.1. Using the method of static sensing GOST 19912-2001 section 5 [L5], conduct tests using the proposed device. The continuous loading speed is created by a servo drive 3 and controlled by a computer 20. The probe immersion speed is measured by a displacement sensor 22, and signals from the probe sensors are transmitted through the control unit 18 to the base of the computer 20.

2.4.2. Используя результаты измерений по пункту 5.5 ГОСТ 19912-2001, находят показатели сопротивления грунта внедрению зонда.2.4.2. Using the results of measurements according to paragraph 5.5 of GOST 19912-2001, indicators of soil resistance to penetration of the probe are found.

2.5. Испытания с целью определения упругого модуля сдвига2.5. Tests to determine the elastic shear modulus

2.5.1. Для определения упругого модуля сдвига на поверхности грунта создают удар, например, молотком весом 8-12 кг по металлической пластине 14, возникающую при этом поперечную волну регистрируют акселерометром 16.2.5.1. To determine the elastic shear modulus, an impact is created on the soil surface, for example, with a hammer weighing 8-12 kg on a metal plate 14, the transverse wave arising from this is recorded by an accelerometer 16.

2.5.2. Используя измеренное значение скорости прохождения поперечной волны (Vs), находят значение упругого модуля сдвига:2.5.2. Using the measured value of the shear wave velocity (V s ), find the value of the elastic shear modulus:

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где ρ - плотность грунта.where ρ is the density of the soil.

3. Испытания крыльчаткой3. Impeller tests

Этап 1. Подготовка устройства к испытаниям.Stage 1. Preparation of the device for testing.

1. Крыльчатку 13 соединяют со штангой 7, а ее с датчиком крутящего момента 6. Датчик силы 34 подключают к блоку управления 18.1. The impeller 13 is connected to the rod 7, and it is with a torque sensor 6. The force sensor 34 is connected to the control unit 18.

Крыльчатку 13 присоединяют к датчику крутящего момента.The impeller 13 is connected to a torque sensor.

Этап 2. Последовательность проведения испытанийStage 2. Test sequence

2.1. Используя методику вращательного среза ГОСТ 20276-99 раздел 12.2, проводят испытания крыльчаткой. Измерение касательной нагрузки выполняют автоматически с использованием датчика крутящего момента 6, а приложение нагрузки вручную, используя ручки 25.2.1. Using the rotational cut method GOST 20276-99 section 12.2, impeller tests are carried out. The measurement of the tangential load is carried out automatically using the torque sensor 6, and the application of the load manually using the knobs 25.

2.2. Используя результаты измерений по пункту 12.2.4 ГОСТ 20276-99, находят величину удельного сцепления глинистых грунтов.2.2. Using the measurement results under paragraph 12.2.4 of GOST 20276-99, find the specific adhesion of clay soils.

4. Для отбора проб грунта используют, например, тонкостенный пробоотборник 15, который с помощью набора штанг 7 вдавливают непрерывно в грунт, используя сервопривод 3.4. For sampling soil, for example, a thin-walled sampler 15 is used, which, using a set of rods 7, is continuously pressed into the soil using a servo drive 3.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Данное устройство для комплексного определения физических и механических свойств грунтов в полевых условиях промышленно реализуемо, обладает более широкими функциональными возможностями, повышенной точностью определения параметров грунтов.This device for the comprehensive determination of the physical and mechanical properties of soils in the field is industrially feasible, has wider functionality, increased accuracy in determining the parameters of soils.

ЛитератураLiterature

1. Рекомендации по определению характеристик реологических свойств скальных и полускальных грунтов методом кольцевого нагружения. Л., ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1990 г., рис.4, 6, стр.16-17.1. Recommendations for determining the characteristics of the rheological properties of rocky and semi-rock soils by the ring loading method. L., VNIIG them. B.E. Vedeneeva, 1990, Fig. 4, 6, pp. 16-17.

2. Авторское свидетельство СССР №657315 А1, заявка 2362128/25-28 от 17.05.1976, МПК5 G01N 3/08, G01N 3/22, заявитель Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт им. В.В. Куйбышева. Способ испытания грунтов, автор В.Л. Кубецкий, опубликовано 15.04.1979.2. USSR author's certificate No. 657315 A1, application 2362128 / 25-28 dated 05/17/1976, IPC 5 G01N 3/08, G01N 3/22, applicant of the Moscow Order of the Red Banner of Labor; V.V. Kuibyshev. The method of testing soils, author V.L. Kubetskiy, published April 15, 1979.

3. Справочник по инженерной геологии, 3-е издание, переработанное и дополненное, под ред. М.В. Чуринова, М., Недра, 1981 г., рис.71, стр.300.3. Handbook of Engineering Geology, 3rd edition, revised and supplemented, ed. M.V. Churinova, M., Nedra, 1981, fig. 71, p. 300.

4. ГОСТ 20276-99. Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости. М., 1999. - 91 с.4. GOST 20276-99. Soils. Field methods for characterizing strength and deformability. M., 1999 .-- 91 s.

5. ГОСТ 19912-2001. Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием. М., 2001. - 27 с.5. GOST 19912-2001. Soils. Field test methods by static and dynamic sounding. M., 2001 .-- 27 p.

Claims (5)

1. Устройство для комплексного определения физических и механических свойств грунтов в полевых условиях, содержащее анкер, упорную балку, нагрузочный винт, поворотное кольцо, крыльчатку и режущее кольцо, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности измерений, оно снабжено: сервоприводом с винтом, установленным на упорной балке, датчиком крутящего момента, закрепленным на штанге с кольцевым штампом, датчиком силы, закрепленным в нижней части сервопривода, датчиком вертикальных перемещений, установленным на репере, сервопривод, датчик силы, датчик крутящего момента, датчик вертикальных перемещений подключены к блоку управления и через интерфейс к компьютеру, образуя измерительную систему с прямой и обратной связью между датчиками и сервоприводом.1. A device for the comprehensive determination of the physical and mechanical properties of soils in the field, containing an anchor, a thrust beam, a loading screw, a rotary ring, an impeller and a cutting ring, characterized in that, in order to expand the functionality and improve the accuracy of measurements, it is equipped with: a servo drive with a screw mounted on the stop beam, a torque sensor mounted on a rod with an annular stamp, a force sensor fixed to the bottom of the servo, a vertical displacement sensor, mounted on a benchmark, a servo drive, a force sensor, a torque sensor, a vertical displacement sensor are connected to the control unit and through an interface to a computer, forming a measuring system with direct and feedback between the sensors and the servo drive. 2. Устройство для комплексного определения физических и механических свойств грунтов в полевых условиях по п.1, отличающееся тем, что датчик крутящего момента имеет датчик силы и консоль.2. A device for the comprehensive determination of the physical and mechanical properties of soils in the field according to claim 1, characterized in that the torque sensor has a force sensor and a console. 3. Устройство для комплексного определения физических и механических свойств грунтов в полевых условиях по п.1, отличающееся тем, что анкер имеет встроенные в него трехкоординатный акселерометр и блок усиления и преобразования сигналов в цифровой вид.3. A device for the comprehensive determination of the physical and mechanical properties of soils in the field according to claim 1, characterized in that the anchor has a three-axis accelerometer built in it and a unit for amplifying and converting signals to digital form. 4. Устройство для комплексного определения физических и механических свойств грунтов в полевых условиях по п.1, отличающееся тем, что упорная балка выполнена складной.4. A device for the comprehensive determination of the physical and mechanical properties of soils in the field according to claim 1, characterized in that the thrust beam is folding. 5. Устройство для комплексного определения физических и механических свойств грунтов в полевых условиях по п.1, отличающееся тем, что испытания выполняются автоматически под управлением компьютера. 5. A device for the comprehensive determination of the physical and mechanical properties of soils in the field according to claim 1, characterized in that the tests are performed automatically under computer control.
RU2012121343/03A 2012-05-23 2012-05-23 Device for complex determination of physical and mechanical properties of soils under field conditions RU2510440C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012121343/03A RU2510440C2 (en) 2012-05-23 2012-05-23 Device for complex determination of physical and mechanical properties of soils under field conditions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012121343/03A RU2510440C2 (en) 2012-05-23 2012-05-23 Device for complex determination of physical and mechanical properties of soils under field conditions

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012121343A RU2012121343A (en) 2013-11-27
RU2510440C2 true RU2510440C2 (en) 2014-03-27

Family

ID=49625052

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012121343/03A RU2510440C2 (en) 2012-05-23 2012-05-23 Device for complex determination of physical and mechanical properties of soils under field conditions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2510440C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2704074C1 (en) * 2019-02-11 2019-10-23 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method of estimating soil deformation module
RU2766826C1 (en) * 2021-02-12 2022-03-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) Apparatus for measuring the bearing capacity of a building material
RU2772029C1 (en) * 2021-09-30 2022-05-16 Иван Владимирович Мочалов Device for plate testing of soil

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1979001099A1 (en) * 1978-05-22 1979-12-13 B Torstensson Device for determining the pore water pressure in a soil
US4554819A (en) * 1983-09-28 1985-11-26 Ali Muhammad A Method of and apparatus for measuring in situ, the subsurface bearing strength, the skin friction, and other subsurface characteristics of the soil
RU1788144C (en) * 1989-12-26 1993-01-15 Красноярский Трест Инженерно-Строительных Изысканий Device for compression tests of soils
RU2365916C1 (en) * 2008-03-31 2009-08-27 Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Липецкий государственный технический университет (ГОУ ВПО ЛГТУ) Device for investigation of physical-mechanical characteristics of soil layer
RU2010131016A (en) * 2010-07-23 2012-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО "НПП "Геотек") (RU) MOBILE LABORATORY FOR ENGINEERING-GEOLOGICAL SURVEYS IN CONSTRUCTION

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1979001099A1 (en) * 1978-05-22 1979-12-13 B Torstensson Device for determining the pore water pressure in a soil
US4554819A (en) * 1983-09-28 1985-11-26 Ali Muhammad A Method of and apparatus for measuring in situ, the subsurface bearing strength, the skin friction, and other subsurface characteristics of the soil
RU1788144C (en) * 1989-12-26 1993-01-15 Красноярский Трест Инженерно-Строительных Изысканий Device for compression tests of soils
RU2365916C1 (en) * 2008-03-31 2009-08-27 Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Липецкий государственный технический университет (ГОУ ВПО ЛГТУ) Device for investigation of physical-mechanical characteristics of soil layer
RU2010131016A (en) * 2010-07-23 2012-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО "НПП "Геотек") (RU) MOBILE LABORATORY FOR ENGINEERING-GEOLOGICAL SURVEYS IN CONSTRUCTION

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Справочник по инженерной геологии, 3-е издание, переработанное и дополненное./ Под ред. М.В. ЧУРИНОВА. - М.: Недра, 1981, рис.71, с.300. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2704074C1 (en) * 2019-02-11 2019-10-23 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method of estimating soil deformation module
RU2766826C1 (en) * 2021-02-12 2022-03-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) Apparatus for measuring the bearing capacity of a building material
RU2772029C1 (en) * 2021-09-30 2022-05-16 Иван Владимирович Мочалов Device for plate testing of soil

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012121343A (en) 2013-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6112663B2 (en) In-situ rock test method and test equipment
RU2446251C1 (en) Method and device to test soils with static and dynamic load
CN104807706A (en) Portable soft and weak layer in-situ direct shear tester and testing method thereof
CN103174122B (en) Lateral stress pore pressure probe used for testing soil static lateral pressure coefficient
CN102518106B (en) Determination method based on multifunctional pore pressure static penetration probe and soil lateral pressure coefficient
KR100847096B1 (en) Strike penetration tester, ground investigation method and strength estimation method
EP1988217A1 (en) Searching method for acquiring ground information
CN107130651B (en) The detection device and its detection method of anchor pole internal force exterior measuring
CN101979783A (en) Method for Predicting Bearing Capacity of Pile Foundation Based on Multifunctional Pore Pressure Static Penetration Technology
CN104034608A (en) Vertical pull-type bidirectional contact surface shearing strength parameter testing device and testing method
CN105738225B (en) Deep hole rock/upper home position testing method and test machine people
CN106223305A (en) A kind of automatic consideration energy correction and the dynamic driving instrument of dynamic response
WO2016178684A1 (en) Borehole inspecting and testing device and method of using the same
RU2750919C1 (en) Method for testing ground foundation with pile
CN110658064B (en) Device and method for acquiring optimal supporting force of tunnel fluid lining support in simulation mode
RU2510440C2 (en) Device for complex determination of physical and mechanical properties of soils under field conditions
Ignat Field and laboratory tests of laterally loaded rows of lime-cement columns
RU2541977C2 (en) Plant for sound procedure
CN213709465U (en) Pore pressure static sounding probe
RU2712897C1 (en) Drilling and probing parameters measuring device
CN111206626B (en) A method for measuring the anchoring force of soil anchors in the process of water level change
RU2706284C1 (en) Method of engineering-geological surveying
CN106836320A (en) Provided pipe bottom exciting side hole receives velocity of wave test pile bottom slip casting test apparatus and method
RU2252297C1 (en) Method and device for performing soil test by static load application
CN113818496B (en) Method for evaluating compactness of vibroflotation gravel pile based on digital drilling

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180524