ПРОБООТБОРНИК
SAMPLING UNIT

Изобретение относится к области инженерно-геологических изысканий для строительства, а именно к оборудованию для отбора проб грунта ненарушенной структуры.
Известна конструкция пробоотборника (грунтоноса), предназначенного для отбора проб песчаного и глинистого грунта и состоящего из двух основных частей: обуривающей и пробоотборной (см. Лобанов И.З. Новые приборы для определения инженерных свойств грунтов // Основания, фундаменты и подземные сооружения. Научные труды, вып.1, под общ. ред. Д.В.Яценко. - М.: ВШ, 1967, стр.170-174).
К недостаткам данного технического решения относится следующее. Образцы грунта отбираются этим грунтоносом прямо в кольцо, которое помещается затем непосредственно в испытательный прибор. В случае если конструкция прибора не предусматривает наличие грунтоносного кольца (например, прибор трехосного сжатия), образец приходится вынимать из кольца грунтоноса, что очень трудоемко: при переталкивании и выдавливании образца грунта (керна) не обеспечивается сохранность его первоначальных свойств.
Известна также конструкция пробоотборника Литвинова, состоящего из режущего цилиндра (гильзы), направляющего цилиндра, опорного диска, полого поршня и упорного стержня (см. Ломтадзе В.Д. Методы лабораторных исследований физико-механических свойств песчаных и глинистых грунтов. - М.: Государственное издательство геологической литературы, 1952, стр.12).
К недостаткам указанной конструкции относится сложность изъятия образца из пробоотборной гильзы, так как мягкие пылевато-глинистые грунты обладают значительным внутренним сцеплением и «прилипают» к внутренней поверхности гильзы несмотря на применение смазок, также нарушающих первоначальные свойства грунта.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является конструкция пробоотборника, содержащая подстаканник со съемной пробоотборной гильзой, выполненной с возможностью закрепления на конце штока, снабженного рукоятью (E02D 1/04, №48-26609, 7.03.1969-1973, Мимото Каракура: см. Механические испытания грунтов (1972-1975 гг.). Библиографический указатель. - Л.: ВНИИГ, 1976, стр.95). Низкий коэффициент трения и эластичность материала пробоотборной гильзы облегчает процесс выемки образца грунта в лаборатории для последующего испытания в сравнении с предыдущими вариантами.
Однако податливость пробоотборной гильзы при выемке образца грунта часто приводит к его деформации и потере целостности первоначального сложения. Кроме того, силы сцепления мягкопластичных глинистых грунтов оказываются настолько велики, что выемка образца, несмотря на низкий коэффициент трения материала гильзы, становится невозможна без нарушения первоначальной структуры грунта.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является обеспечение сохранности первоначальной структуры и первоначальных свойств образца грунта при его выемке из грунтоноса.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в сохранении природных свойств пробы грунта за счет возможности принудительной нейтрализации сил сцепления, действующих по контакту грунта, находящегося внутри гильзы пробоотборника, и внутренней поверхности гильзы.
Поставленная задача решается тем, что пробоотборник, содержащий подстаканник со съемной пробоотборной гильзой, выполненной с возможностью закрепления на конце штока, снабженного рукоятью, отличается тем, что пробоотборная гильза выполнена из тонкой упругой пружинной стали и разрезана по образующей, при этом конец пробоотборной гильзы снабжен Г-образной прорезью, по меньшей мере одной, а внутренняя поверхность подстаканника снабжена выступом, выполненным с возможностью взаимодействия с названной прорезью.
Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существенными признаками аналогов и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию "новизна".
При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.
Признак « …пробоотборная гильза выполнена из тонкой упругой пружинной стали и разрезана по образующей…» обеспечивает возможность изменения размеров поперечного сечения гильзы (как в большую сторону - при обеспечении процедуры выемки керна, так и в меньшую - при обеспечении процедуры отделения керна от испытуемого массива).
Признак «…конец пробоотборной гильзы снабжен Г-образной прорезью, по меньшей мере одной…» исключает выскальзывание пробоотборной гильзы из подстаканника в процессе извлечения пробоотборника из грунта, а также обеспечивает возможность уменьшения размеров поперечного сечения гильзы в меньшую сторону, при выполнении процедуры отделения керна от испытуемого массива (за счет «скручивания» пробоотборной гильзы), и тем самым отделения керна от массива и надежного его удержания в процессе извлечения пробоотборника (во взаимодействии с признаком, указывающим на наличие выступа на внутренней поверхности подстаканника).
Признак «внутренняя поверхность подстаканника снабжена выступом, выполненным с возможностью взаимодействия» с «Г-образной прорезью пробоотборной гильзы» обеспечивает отделение керна от испытуемого массива и надежное его удержание в процессе извлечения пробоотборника.
На фиг.1 изображен вертикальный разрез пробоотборника грунта, на фиг.2 - общий вид пробоотборной гильзы из тонкой упругой пружинной стали и на фиг.3 - вид пробоотборника грунта со стороны рукояти.
Пробоотборник содержит подстаканник 1, съемную пробоотборную гильзу 2, шток 3, снабженный рукоятью 4. Пробоотборная гильза 2 выполнена, с возможностью закрепления на конце штока 3, из тонкой упругой пружинной стали и разрезана по образующей. Конец пробоотборной гильзы 2 снабжен Г-образными прорезями 5, по меньшей мере одной, а внутренняя поверхность подстаканника 1 снабжена выступом 6, выполненным с возможностью взаимодействия с названной прорезью 5.
Пробоотборник работает следующим образом.
Нажатием на рукоять 4 пробоотборную гильзу 2 задавливают в зачищенную стенку грунтового шурфа, непосредственно под фундаментом. Пробоотборная гильза 2 прорезает тело грунта, грунт остается внутри пробоотборной гильзы, после чего пробоотборную гильзу вынимают из стенки грунтового шурфа. Пробоотборную гильзу 2, заполненную грунтом, вынимают из подстаканника 1 и транспортируют в лабораторию. В лабораторных условиях пробоотборную гильзу 2 принудительно разжимают вручную, в результате чего грунт теряет сцепление с внутренней поверхностью пробоотборной гильзы 2, и проба грунта извлекается без потери первоначальной структуры и свойств. При этом диаметр полученного образца грунта соответствует диаметру, необходимому для помещения образца в испытательный прибор.