Горячий штамп 2500

Область техники
Полезная модель относится к области строительства и предназначена для испытания мерзлого грунта при проведении инженерно-геологических изысканий (исследований) грунтов в условиях его естественного залегания по методу в соответствии с ГОСТ 20276.3-2020.
Уровень техники
o
e
Более часто цель испытаний заключается в определении модулей деформации грунтов в их естественном состоянии, а в некоторых случаях после их искусственной модификации, например, уплотнения. Этими модулями деформации являются модуль общей деформации E и упругий модуль деформации E, которые необходимы для расчета осадки фундаментов.
В отличие от лабораторных испытаний, испытания в полевых условиях выполняются с наименьшим нарушением природной структуры грунтов, что имеет место при отборе монолитов и вырезании из них образцов грунта при проведении лабораторных испытаний.
Кроме того, полевые испытания проводятся при существующем уровне природных вертикальных и горизонтальных напряжений от собственного веса грунта, в отличие лабораторных испытаний, когда уровень этих напряжений заранее неизвестен и требуются дополнительные испытания для их определения. Еще одним достоинством полевых испытаний является то, что эти испытания проводятся в условиях естественного дренирования, что приходится моделировать при проведении лабораторных испытаний.
Аналогом предполагаемой полезной модели является штамп горячий ШП5000Т (ШП2500Т), предназначенный для определения в полевых условиях следующих характеристик деформируемости мерзлого грунта: коэффициента оттаивания Ath, коэффициента сжимаемости m и модуля деформации Е [1].
Существенным недостатком данного штампа является применение в его составе автономного котла газового типа с жидкостным контуром в качестве источника тепла для подогрева плиты штампа.
Ещё одним недостатком данного штампа является то, что при его использовании требуется выполнение множества операций для подключения модулей, составляющих измерительный комплекс в целом и сложности их перемещения в труднодоступной местности.
Дополнительным недостатком является использование газовых баллонов с пропаном, что может быть затруднительным на объектах повышенной опасности.
Сущность технического решения
Целью настоящей полезной модели является изменение способа нагрева штампа.
Поставленная цель достигается путем доработки конструктивных решений горячего штампа, а именно замены жидкостного контура в качестве источника тепла для подогрева плиты штампа на нагревающий кабель, подключенный к модулю управления нагревом, питаемый от внешнего источника электрической энергии. Данное решение позволит уменьшить количество дополнительных блоков для нагрева штампа, таких как газовый котел, газовые баллоны с пропаном, гидравлические рукава, межконус.
2
На жёстком штампе площадью 2500 см и диаметром 565 мм, по спирали прокладывается нагревающий кабель, позволяющий разогреть диск жёсткого штампа до температуры 85°С. Попутно по центру устанавливаются датчики температуры, сверху штамп закрывается теплоизолирующей крышкой с выходами для нагревающегося кабеля и кабеля датчиков температуры. Данные кабели подключаются к модулю управления нагрева, а сам блок управления нагрева подключается к источнику электрической энергии, например, бензиновому генератору.
Перечень фигур, чертежей и иных материалов.
Горячий штамп 2500 представлен на фиг. 1.
Пример реализации технического решения
Горячий штамп 2500 состоит из металлического диска диаметром 565 мм (1),нагревающего кабеля (2), кабеля датчиков температур (3), теплоизолирующей крышки(4), модуля управления нагревом (5) (фиг.1).
Принцип работы
К нижней поверхности штампа жестко закреплена тепловая плита (1), в которой уложен нагревающий кабель (2) и кабель датчиков температур (3) в виде спирали, подключенной к модулю управления нагревом (5), питаемый от внешнего источника электрической энергии, сверху тепловой плиты установлена теплоизолирующая крышка (4), которая обеспечивает благоприятный тепловой режим в зоне нагрева.
Для оптимального функционирования оборудования модуль управления нагревом (5) размещают в теплом вагончике, который устанавливается вблизи места испытания.
Для испытаний мерзлого грунта в шурфе, на поверхность мерзлого грунта устанавливают штамп (1), монтируют силовую и реперную системы. Вблизи места испытания располагают вагончик с оборудованием, затем запускают бензиновый генератор и осуществляют проведение опыта.
Устанавливают необходимую температуру на модуле управления нагревом (5) для оттаивания мерзлого грунта под штампом.
В процессе оттаивания грунта под бытовым давлением измеряют осадку штампа (1-й этап испытаний). После оттаивания грунта на необходимую глубину (примерно 40 см) выполняют испытания на сжимаемость путем нагружения штампа ступенчато возрастающей нагрузкой (2-й этап испытаний).
Таким образом, решения, используемые в полезной модели, позволяют повысить эффективность нагрева штампа и обеспечивают достижение поставленной цели.
Источники информации
1. Штамп горячий (Штамп 5000Т) http://geotest.ru/docs/print/SHG.pdf (дата обращения: 24.10.2021 г.).