close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY4505

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 4505
(13)
C1
(51)
(12)
7
E 02D 1/00,
G 01N 33/24
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПЛОТНОСТИ КРУПНООБЛОМОЧНЫХ ГРУНТОВ
И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(21) Номер заявки: a 19990577
(22) 1999.06.08
(46) 2002.06.30
(71) Заявитель: Белорусский государственный дорожный научно-исследовательский и проектнотехнологический институт "Дорстройтехника"
НПО "Белавтодорпрогресс" (BY)
(72) Автор: Штабинский В.В. (BY)
(73) Патентообладатель: Белорусский государственный дорожный научно-исследовательский и
проектно-технологический институт "Дорстройтехника" НПО "Белавтодорпрогресс" (BY)
(57)
1. Способ контроля плотности крупнообломочных грунтов, включающий фиксацию на грунте металлического кольца, отрывку лунки, взвешивание извлеченного из нее грунта, определение объема лунки и кольца
путем заполнения их сыпучим материалом и расчет плотности грунта по полученным данным, отличающийся тем, что в качестве сыпучего материала используют твердые шарики одного размера, диаметр которых не превышает 5 мм, при этом используют металлическое кольцо, высота которого по меньшей мере в 3
раза превышает размер шариков, а заполнение лунки твердыми шариками производят с послойным уплотнением трамбовкой, диаметр которой составляет по меньшей мере половину внутреннего диаметра металлического кольца, а плотность грунта определяют из соотношения:
Фиг. 1
BY 4505 C1
ρ=
Q ⋅ ρш
m ш − 0,785 ⋅ ρ ш ⋅ d 2k ⋅ h k
,
где ρ - плотность грунта;
Q - масса отобранного из лунки грунта;
mш - масса шариков, использованных для заполнения лунки и кольца;
ρш - плотность шариков в уплотненном состоянии;
dk - внутренний диаметр кольца;
hk - высота кольца.
2. Устройство для контроля плотности крупнообломочных грунтов, включающее металлическое кольцо с
анкерным держателем и сыпучий материал, отличающееся тем, что оно содержит ограничительное кольцо
и трамбовку, при этом металлическое кольцо снабжено насадкой, анкерный держатель выполнен в виде
кольцевой плиты с шипами, жестко прикрепленной к металлическому и ограничительному кольцам, а в качестве сыпучего материала используют твердые шарики одного размера, диаметр которых не превышает 5
мм, при этом высота металлического кольца по меньшей мере в 3 раза превышает размер шариков, а диаметр трамбовки составляет по меньшей мере половину внутреннего диаметра металлического кольца.
(56)
Шмаков М.И. // Гидротехническое строительство. - 1955. - № 3. - С. 39-40.
SU 1219723 А, 1987.
SU 1567733 A1, 1990.
SU 1691470 A1, 1991.
JP 02128009 A, 1990.
RU 2052578 C1, 1996.
RU 2082850 C1, 1997.
Изобретение относится к строительству и может быть использовано для контроля качества уплотнения
крупнообломочных грунтов в гидротехнических и дорожных насыпях и основаниях, а также в подсыпках и
основаниях под фундаменты.
Известен способ контроля плотности крупнообломочных грунтов, включающий отрывку в грунте лунки,
взвешивание извлеченного из нее грунта и определение объема лунки. Плотность при этом находится как
отношение массы извлеченного грунта к объему лунки, а объем лунки измеряется путем размещения в ней
сухого песка определенной плотности [1].
Однако этот метод весьма трудоемок и имеет ряд недостатков. В частности, на насыпную плотность песка влияют такие факторы, как крупность частиц и их форма, высота и скорость засыпки лунки песком, влажность песка, объем и форма лунки и др.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ определения плотности крупнообломочных грунтов, включающий фиксацию на грунте металлического кольца, отрывку лунки, определение массы извлеченного из нее грунта и объема лунки и кольца путем заполнения их сыпучим материалом
и определение плотности грунта по полученным данным [2].
Устройство для осуществления данного способа включает металлическое кольцо с анкерными держателями, воронку, защитный цилиндр и мерный песок с известной насыпной плотностью [2].
Недостатком известного способа и устройства является низкая точность измерений, так как в качестве
сыпучего материала для измерения объема лунки используется мерный песок при насыпной плотности, на
величину которой влияют перечисленные выше факторы.
Задачей изобретения является повышение точности определения объема лунки, в том числе при отрицательной температуре окружающего воздуха и неблагоприятных погодных условиях.
Поставленная задача решается таким образом, что в способе контроля плотности крупнообломочных
грунтов, включающем фиксацию на грунте металлического кольца, отрывку лунки, взвешивание извлеченного из нее грунта, определение объема лунки и кольца путем заполнения их сыпучим материалом и расчет
плотности грунта по полученным данным, в качестве сыпучего материала используют твердые шарики одного размера, диаметр которых не превышает 5 мм, при этом используют металлическое кольцо, высота которого по меньшей мере в 3 раза превышает размер шариков, а заполнение лунки твердыми шариками производят с послойным уплотнением трамбовкой, диаметр которой составляет по меньшей мере половину
внутреннего диаметра металлического кольца, а плотность грунта определяют из соотношения:
Q ⋅ ρш
,
(1)
ρ=
m ш − 0,785 ⋅ ρ ш ⋅ d 2k ⋅ h k
где ρ - плотность грунта;
Q - масса отобранного из лунки грунта;
2
BY 4505 C1
mш - масса шариков, использованных для заполнения лунки и кольца;
ρш - плотность шариков в уплотненном состоянии;
dk - внутренний диаметр кольца;
hk - высота кольца.
При этом устройство для контроля плотности крупнообломочных грунтов, включающее металлическое
кольцо с анкерным держателем и сыпучий материал, содержит ограничительное кольцо и трамбовку, при
этом металлическое кольцо снабжено насадкой, анкерный держатель выполнен в виде кольцевой плиты с
шипами, жестко прикрепленной к металлическому и ограничительному кольцам, а в качестве сыпучего материала используют твердые шарики одного размера, диаметр которых не превышает 5 мм, при этом высота
металлического кольца по меньшей мере в 3 раза превышает размер шариков, а диаметр трамбовки составляет по меньшей мере половину внутреннего диаметра металлического кольца.
На фиг. 1 показана схема устройства для осуществления способа, на фиг. 2 - конструкция трамбовки для
уплотнения твердых шариков, размещенных в лунке и кольце.
Устройство включает уложенное на поверхность крупнообломочного грунта 1 металлическое кольцо 2 с
прикрепленной к нему жестко опорной кольцевой плитой 3 с шипами 4, размещенную в лунке 5 прочную
тонкую ткань 6, твердые шарики 7, трамбовку 8, насадку 9, кольцевую полость 10, образованную ограничительным кольцом 11, прикрепленным к опорной плите 3.
Суть способа заключается в том, что объем лунки определяется по объему уложенных в нее с послойным
уплотнением твердых шариков одного размера с диаметром не более 5 мм. Состояние шариков и получаемая
при их уплотнении максимальная плотность не зависят от погодных и климатических условий, что позволяет
проводить контроль плотности грунта в холодное время года с высокой точностью.
Способ осуществляют следующим образом. На выровненную поверхность крупнообломочного грунта 1
укладывают кольцо 2 с прикрепленной к нему жестко опорной кольцевой плитой 3 и фиксируют его на поверхности грунта 1 с помощью шипов 4. Внутри кольца 2 устраивают в грунте 1 лунку 5, диаметр которой
совпадает с внутренним диаметром кольца 2, а глубина лунки составляет (1,0-1,5)dk, где dk - внутренний
диаметр кольца. Грунт, извлеченный из лунки, взвешивают. Лунку 5 выстилают тонкой прочной тканью 6,
края которой заворачивают на верхнюю кромку кольца 2. После этого лунку послойно заполняют твердыми
шариками 7 (например, металлическими и др.) с тщательным их уплотнением путем трамбования ручной
трамбовкой 8, диаметр штампа которой dш≥0,5dk. При этом уплотнение осуществляют путем кольцевого
ударно-поступательного движения трамбовки 8 вдоль стенок лунки 5, не задевая их. Удары трамбовки 8 по
поверхности слоя шариков наносят с перекрытием. Число ударов трамбовки 8 на слой составляет 20-25 и
уточняется в лабораторных условиях при определении плотности шариков 7 в уплотненном состоянии. Для
лучшего эффекта уплотнения и удобства в работе высота штампа трамбовки 8 должна быть не менее 0,1dш, а
длина ручки трамбовки 8 - составлять не менее 50 см. После заполнения лунки 5 шариками 7 в уплотненном
состоянии на кольцо 2 надевают насадку 9 и производят дальнейшую послойную укладку и уплотнение шариков 7 до момента выхода их поверхности в насадку 9. После этого насадку 9 снимают и линейкой зачищают поверхность шариков 7 вровень с верхней кромкой кольца 2. Излишки шариков 7, которые срезаются
линейкой, размещаются в кольцевой полости 10, образованной на опорной плите 3 с помощью ограничительного кольца 11. Шарики 7 из лунки 5 и кольца 2 переносят в отдельную емкость и взвешивают.
Для заполнения объема лунки 5 и кольца 2 применяют твердые шарики одного размера, при этом их диаметр не должен превышать 5 мм. Это ограничение обусловлено тем, что при использовании шариков с
большим диаметром или разного размера трудно достичь постоянной величины плотности в уплотненном
состоянии при разных объемах лунки. Кроме того, при большем размере шарики плохо копируют объем
лунки, что отрицательно сказывается на точности определения ее объема. При уплотнении же трамбовкой
шариков одного размера с диаметром, равным или менее 5 мм, получают практически одну и ту же величину
максимальной плотности независимо от объема лунки (в пределах от 2 до 5 л).
Учитывая тот факт, что плотность шариков в уплотненном состоянии величина постоянная, по расходу
шариков можно определить объем лунки (Vл) по следующей формуле:
mш
π ⋅ d 2k
4 ⋅ m ш − ρ ш ⋅ π ⋅ d 2k ⋅ h k
−
⋅hk =
, (2)
ρш
4
4ρ ш
где mш - масса шариков, использованных для заполнения лунки и внутреннего объема кольца;
ρш - плотность шариков в уплотненном состоянии;
dk - внутренний диаметр кольца;
hk - высота кольца, см;
π - постоянная величина, π = 3,14.
Плотность грунта (ρ) в общем случае определяется по формуле:
Q
ρ=
,
(3)
Vл
где Q - масса извлеченного из лунки грунта;
Vл =
3
BY 4505 C1
Vл - объем лунки.
Подставляя в формулу (3) значение Vл из формулы (2), плотность крупнообломочного грунта (ρ) в данном случае определяется по формуле:
Q ⋅ 4 ⋅ ρш
Q ⋅ ρш
.
(4)
ρ=
=
2
4 ⋅m ш −3,14 ⋅ ρ ш ⋅ d k ⋅ h k m ш − 0,785 ⋅ ρ ш ⋅ d 2k ⋅ h k
Таким образом, предлагаемый способ позволяет, используя простое приспособление и небольшой запас
твердых шариков определенного размера, с высокой точностью определить плотность крупнообломочного
грунта. При этом шарики используют многократно, что не требует их дополнительного расхода при повторных измерениях.
Предлагаемый способ незаменим при контроле плотности крупнообломочных грунтов в зимних условиях, когда другие методы, базирующиеся на измерении объема лунки путем замещения его, например, водой,
неприменимы.
Источники информации:
1. Хархута Н.Я. и др. Прочность, устойчивость и уплотнение грунтов земляного полотна автомобильных
дорог. - М.: Транспорт, 1975. - С. 274.
2. Шмаков М.И. // Гидротехническое строительство. - 1955. - №3. - С. 39-40.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
144 Кб
Теги
патент, by4505
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа