Екатеринбург (343) 368-75-77·383-64-73

Оборудование для штамповых испытаний

Краткий обзор оборудования

Штампы III и IV типа ШВ60 с пневматической нагрузочной системой

Предприятие ГЕОТЕСТ выпускает несколько видов оборудования для штамповых испытаний грунтов в соответствии с требованиям ГОСТ 20276–2012. В номенклатуре нашей продукции есть штампы I-го типа (площадь 5000 и 2500 см²), III-го и IV -го типов (площадь 600 см²).

В статье приведена краткая характеристика и особенности эксплуатации комплектов регистрирующего оборудования для винтового штампа IV типа и плоского штампа III типа.

Штамп IV типа ШВ60

Штамп ШВ60 (площадь 600 см²) предназначен для испытания грунтов ниже забоя скважины или в массиве при завинчивании с поверхности.

Среди линейки штампов, штамп IV типа является наиболее универсальным инструментом, так как испытания таким штампом могут проводиться в любых грунтах и на любых глубинах (Таблица 5.1. ГОСТ 20276–2012).

Этот же ГОСТ, в последней редакции, впервые позволил использовать результаты испытаний, выполненных штампом IV типа, для корректировки результатов прессиометрических и других полевых испытаний наряду со штампом 5000 см².

Согласно ГОСТ 20276–2012 испытания винтовыми штампами проводятся в предварительно пробуренных скважинах. Идеальный вариант — это обсаженная скважина диаметром 325 мм. В устойчивых грунтах при глубине испытаний до 10–12 метров часто можно обойтись и без обсадки.

Для испытания слабых грунтов, где боковым трением можно пренебречь, возможно погружение штампа завинчиванием с поверхности грунта (Таблица 5.1, ГОСТ 20276–2012).

Комплект штамп ШВ60 с пневматической нагрузочной системой

В его состав входят: штамп винтовой 600 см² (тип IV), штамп плоский 600 см² (тип III), анкерная система А3 с винтовыми анкерами, реперная система, нагрузочный стол с индикаторами часового типа ИЧ-50 и пневматическая нагрузочная система. При монтаже штампа анкерная система закрепляется к грунту посредством винтовых анкеров, погружаемых посредством буровой установки или гидравлического ворота.

Пневматическая нагрузочная система состоит из нагрузочного пневмоцилиндра, пневмомагистрали, манометрической головки с редуктором и ресивером.

Манометрическая головка с редуктором служат для регулировки и поддержания постоянного давления воздуха в пневмоцилиндре при выдержке на ступени. В ресивере хранится запас воздуха для проведения опыта.

Испытания «голым» штампом проводятся также, как и 40–45 лет назад, под постоянным, часто круглосуточным контролем исполнителя, который задаёт давление на ступенях, периодически снимает отсчёты по индикаторам и заносит их в полевой журнал.

На наш взгляд, сейчас проведение штамповых испытаний без специальных средств регистрации и автоматизации уже недопустимо, поэтому при испытаниях мы предлагаем использовать комплекты регистрации КРП1 и комплект автоматизации КАП2.

Штамп ШВ60 с комплектом регистрации КРП1 (ШВ60+КРП1)

Предназначен для проведения штамповых испытаний в полуавтоматическом режиме. Использование КРП1 позволяет существенно снизить трудоёмкость испытаний и повысить достоверность результатов за счёт исключения ошибок исполнителей при назначении нагрузочно-временных параметров проведения опыта и протоколировании результатов измерений.

В состав комплекта КРП1 входят: контроллер ТЕСТ-ШВК, индуктивные датчики перемещений с футляром, пневмомагистраль с датчиком давления и аккумулятор с зарядным устройством.

Контроллер ТЕСТ-ШВК выполняет функции регистрирующего прибора, который позволяет проводить опыт в полуавтоматическом режиме. В процессе выполнения опыта он отображает опытные данные на цифровом дисплее, сохраняет отсчёты с заданным интервалом в памяти и контролирует выполнение критерия стабилизации, а при подключении к ПК передаёт данные в программу обработки.

Одновременно с передачей данных он передаёт в программу и тарировочные параметры измерителей перемещений и датчика давления.

При монтаже оборудования и подготовке испытаний вместо индикаторов ИЧ-50 устанавливают индуктивные датчики перемещений.

Контроллер, аккумулятор и манометрическую головку размещают в удобном для оператора месте на расстоянии до 10 метров от штампа. В ресивер закачивают воздух ручным или электрическим автомобильным насосом до давления 0,6–1,0 МПа и включают контроллер.

Для проведения испытания в контроллер вводят исходные данные опыта: номер, глубина испытания, схема нагружения (нагрузка или нагрузка — разгрузка), вид грунта (песок, супесь, суглинок, глина) и состояние (плотность, показатель текучести). Ввод осуществляется выбором из внутреннего меню контроллера ТЕСТ-ШВК.

В соответствии с исходными данными контроллер назначает нагрузочно-временные параметры опыта (величина ступеней, интервал снятия отсчётов и время проверки критерия стабилизации) в соответствии с ГОСТ 20276–2012 и предлагает задать давление первой ступени нагрузки, величина которой отображается на цифровом дисплее контроллера.

Оператор посредством редуктора задаёт нужное давление, контролируя его величину на дисплее контроллера и запускает выполнение опыта.

Контроллер включает таймер и начинает автоматическое сохранение опытных данных с заданным интервалом времени, контролируя выполнение критерия стабилизации.

При выполнении критерия стабилизации контроллер подаёт звуковой сигнал и предлагает задать следующую ступень нагрузки, величина которой показана на дисплее контроллера. Далее при проведении опыта оператор просто следует рекомендациям контроллера ТЕСТ-ШВК.

Завершение опыта происходит по команде оператора после выполнения критерия стабилизации для последней ступени нагрузки или при выборе схемы нагружения «нагрузка-разгрузка» испытания продолжаются в режиме разгрузки до завершения опыта.

Поговорим о преимуществах использования комплекта КРП1 при проведении испытаний штампом ШВ60.

Во-первых, пользовательский интерфейс, предусмотренный в программе контроллера, позволяет проводить опыты специалистам невысокой квалификации и избежать методических ошибок при назначении нагрузочно-временных параметров испытания и протоколировании результатов.

Во-вторых, при проведении опыта все данные автоматически сохраняются в контроллере ТЕСТ-ШВК без участия оператора и после завершения испытаний передаются в ПК для обработки, причём оператор имеет возможность визуального контроля хода опыта, т.к все текущие данные измерений отображаются на цифровом дисплее контроллера. Таким образом, основной задачей оператора остаётся задание давления на ступени по сигналу в соответствии с рекомендациями контроллера.

Объём опытных данных, сохранённых контроллером в режиме реального времени при обработке на ПК позволяет оценить, помимо прочего, ход опыта и корректность его проведения. Протоколы испытаний распечатываются в удобной форме и до обработки в памяти контроллера можно сохранять результаты от 10 до 30 полноценных опытов.

При форс-мажорных обстоятельствах, например, выходе контроллера из строя, испытания можно продолжить, используя индикаторы перемещений ИЧ-50.

Винтовой штамп ШВ 60 с терминалом Блок П (ШВ60 + КРП1 + Блок П)

Предназначен для проведения испытаний штампом ШВ60 в полуавтоматическом режиме, с трансляцией данных на удалённый компьютер. Для этого в состав комплекта ШВ60 + КРП1, дополнительно входит беспроводной терминал передачи данных Блок П.

При испытаниях Блок П устанавливается на штативе рядом со штампом. Он имеет автономное питание и подключается к пневмомагистрали, вместо контроллера ТЕСТ-ШВК. В процессе испытания Блок П обеспечивает питание индуктивных измерителей перемещений и датчика давления, выполняет аналогово-цифровое преобразование и нормирование сигналов и передачу опытных данных на удаленный компьютер через радиоинтерфейс ZigBee.

Подготовку опыта выполняют аналогично комплекту ШВ60 + КРП1, но в данном случае, к разъёму пневмомагистрали вместо контроллера ТЕСТ-ПРК подключают Блок П. При работе оператор, с манометрической головкой, ресивером и компьютером, располагается в удобном месте на расстоянии до 20 метров от скважины.

Для выполнения опыта оператор запускает на ПК ПО Pneumator и устанавливает беспроводное соединение с Блок П. Далее, оператор выбирает вариант исходных данных, соответствующий конкретным грунтовым условиям опыта и запускают программу его выполнения.

В соответствии с исходными данными, программа выбирает параметры испытания по методике ГОСТ 20276–2012, включается таймер и Блок П начинает транслировать результаты измерений в ПК, где они сохраняются в программе обработки.

При выполнении критерия стабилизации, компьютер выдает сообщение, и предлагает задать следующую ступень нагрузки, величина которой показана на мониторе.

Оператор, посредством редуктора задаёт давление следующей ступени и продолжает выполнение опыта.

Все опытные данные, транслируемые на ПК в режиме реального времени, представлены на мониторе в графическом и цифровом виде. Опыт завершается при достижении максимального давления или по команде оператора.

Контроллер ТЕСТ-ШВК, в данном случае, выполняет функции «Резервного прибора» и штатно используется при выходе из строя основного оборудования (компьютер или Блок П, см. комплект ШВ60 + КРП1).

Штамп ШВ60 с комплектом автоматизации КАП

Предназначен для выполнения испытаний штампом ШВ60 в автоматическом режиме.

Использование комплектов автоматизации при штамповых испытаниях позволяет существенно снизить трудоёмкость и повысить достоверность результатов испытаний, т.к. после ввода исходных данных и запуска программы выполнения опыта, он проводится автоматически без участия оператора.

В дополнение к комплекту штампа ШВ60 + КРП1 в состав дополнительно входит пневмоблок КАП2.

Монтаж оборудования и подготовку опыта выполняют аналогично, но в данном случае к пневмомагистрали вместо контроллера ТЕСТ-ШВК, подключают пневмоблок КАП2.

К специальным портам Пневмоблока подключают ресивер, автомобильный электрический компрессор и пневмомагистраль нагрузочного пневмоцилиндра.

Пневмоблок устанавливают вблизи скважины на штативе и подключают к аккумуляторной батарее. На удалённом компьютере запускают ПО Pneumator и устанавливают двусторонний радиообмен с Пневмоблоком КАП2 на расстоянии до 50 метров.

Оператор выбирает вариант исходных данных, соответствующий конкретным условиям опыта и запускает программу его выполнения. В соответствии с принятым вариантом назначаются нагрузочно-временные параметры: величина первой и последующих ступеней нагрузки, интервал сохранения отсчётов, время проверки критерия условной стабилизации и начинается выполнение опыта в соответствии с методикой ГОСТ 20276–2012.

В процессе испытания пневмоблок устанавливает и поддерживает давление в пневмоцилиндре соответствующее первой ступени нагрузки и сохраняет отсчёты измерителей перемещений и датчика давления с заданным интервалом, проверяя выполнение критерия стабилизации.

При выполнении критерия стабилизации пневмоблок увеличивает давление до следующей ступени, автоматически поддерживает его до последней ступени нагрузки. После достижения максимального давления пневмоблок КАП2 завершает опыт и снижает давление в пневмоцилиндре до нуля.

Возможны варианты испытаний в режиме «нагрузка — разгрузка», «повторное нагружение — разгрузка» и другие. Во время проведения опыта Пневмоблок поддерживает оптимальное давление воздуха в ресивере, автоматически запуская компрессор для закачки воздуха.

Возможен и вариант полностью автономной работы комплекта, когда испытание проводится по заданной программе только под управлением СПО пневмоблока КАП2.

В этом случае оператор посредством ПО Pneumator задаёт исходные данные, запускает программу выполнения опыта, как было сказано выше, и выключает ПК.

Пневмоблок проводит и завершает опыт по выбранной программе, а все опытные данные сохраняются во внутренней памяти пневмоблока и могут быть переданы в ПК по запросу программы для обработки результатов. В памяти пневмоблока до передачи в ПК сохраняются результаты 10–15 полноценных опытов.

В ПО пневмоблока КАП2 и ПО Pneumator заложены все методики испытаний, предусмотренные ГОСТ 20276–2012, а для упрощения ввода исходных данных предусмотрены стандартные варианты испытаний для различных видов и состояний грунтов.

При форс-мажорных обстоятельствах и выходе оборудования из строя (пневмоблок или компьютер) испытания могут быть продолжены с использованием контроллера ТЕСТ-ШВК в варианте ШВ60+КРП1.

В статье приведена краткая информация о вариантах конфигурации оборудования для испытаний грунтов штампом ШВ60, и рассмотрены особенности работы каждого комплекта. Более полная информация содержится в техническом описании в соответствующих разделах журнала.

Надеюсь, что эта статья поможет нашим заказчикам с пониманием подойти к выбору оборудования, наиболее полно соответствующего их профессиональному уровню.

Штампы ШП20 (I типа) с гидравлической нагрузочной системой

Предприятие Геотест выпускает два вида штампов 1-го типа по ГОСТ 20276–2012: ШП20/5000 и ШП20/2500 с площадью штампа 5000 и 2500 см², соответственно. Отдельной модификацией штампа ШП20 является «горячий штамп» Штамп 5000Т для испытания мёрзлых грунтов.

Все комплекты регистрации результатов испытаний рассмотренные ниже можно применять со Штампом 5000Т.

Применительно к штампу ШП20 разработано два варианта анкерных систем для разных нагрузок: комплект анкерный А4 (200 кН) и комплект анкерный А5 (400 кН). Комплекты анкерные А4 и А5 могут использоваться с любым штампом ШП20/5000 или ШП20/2500, но для испытаний прочных грунтов предпочтение следует отдавать штампу меньшей площади ШП20/2500, для достижения более высоких давлений на грунт.

В самой простой комплектации испытания проводятся в ручном режиме: нагрузка задаётся гидродомкратом, а перемещения измеряются индикаторами часового типа ИЧ-50. При проведении испытаний оператор снимает показания индикаторов, документирует их в журнале и одновременно посредством гидродомкрата поддерживает постоянное давление на ступени, иногда в течение суток и более.

В отличие от пневматической нагрузочной системы, где давление поддерживается постоянным с помощью редуктора, при использовании гидродомкрата вследствие большой жёсткости гидравлической системы постоянное давление поддерживается вручную при помощи насосной станции.

Для снижения трудоёмкости работ при испытаниях грунтов таким «простым» штампом, мы предлагаем использовать гидропневматический Компенсатор ГП, разработанный для снижения жёсткости гидравлических нагрузочных систем.

Компенсатор ГП позволяет за счёт запаса сжатого воздуха стабилизировать гидравлическое давление при выдержке на ступени в пределах осадок штампа до 7 мм при давлениях в гидросистеме до 40 МПа, что позволяет при выдержке на ступени обойтись без подкачки масла.

Для снижения трудоёмкости и повышения достоверности результатов испытаний за счёт исключения методических ошибок исполнителей и ошибок при протоколировании результатов измерений, мы рекомендуем использовать при испытаниях штампами ШП20 комплект регистрации КРП1/ВД, аналогичный комплекту КРП1 для штампа ШВ60.

Штамп ШП20 с комплектом регистрации результатов КРП1/ВД

Комплект предназначен для проведения испытаний грунтов штампами ШП20 в полуавтоматическом режиме.

Комплект КРП1/ВД (высокого давления) является модифицированным комплектом КРП1, адаптированным для работы с гидравлическими нагрузочными системами. В состав комплекта КРП1/ВД входят: контроллер ТЕСТ-ШВК, индуктивные измерители перемещений, адаптер ВД с датчиком давления и гидропневматический компенсатор (компенсатор ГП).

Для проведения опыта выполняют монтаж штампа и нагрузочной системы, но вместо индикаторов ИЧ-50 устанавливают измерители перемещений. Гидроцилиндр посредством гидромагистрали соединяют с компенсатором, к которому подключают манометрическую головку (регулятор П) с ресивером (аккумулятор П) и ручную гидростанцию.

Контроллер ТЕСТ-ШВК подключают к гидромагистрали и индуктивным измерителям перемещений (измерители Э) посредством адаптера ВД и кабеля И.

В процессе опыта контроллер отображает опытные данные на цифровом дисплее, сохраняет отсчёты с заданным интервалом и проверяет выполнение критерия стабилизации, а при подключении к ПК передаёт данные в программу обработки.

При работе контроллер, аккумулятор, манометрическую головку, насосную станцию и компенсатор ГП размещают в удобном для оператора месте на расстоянии до 8 метров от штампа.

Компенсатор ГП может входить в состав любого комплекта гидравлического оборудования для штамповых испытаний, в том числе и для простейшего комплекта ШП20.

После сборки и соединения всех элементов оборудования в контроллер вводят исходные данные, в соответствии с которыми выбирается программа проведения опыта. Опыт начинается после задания оператором первой ступени нагрузки.

Контроллер включает таймер и начинает сохранение опытных данных с заданным интервалом времени, контролируя выполнение критерия стабилизации. При выполнении критерия стабилизации контроллер подаёт звуковой сигнал и предлагает задать следующую степень нагрузки, величина которой показана на дисплее контроллера. Далее при проведении опыта оператор просто следует рекомендациям контроллера.

Завершение опыта происходит по команде оператора после выполнения критерия стабилизации для последней ступени нагрузки или при выборе схемы нагружения «нагрузка-разгрузка» испытания продолжаются в режиме разгрузки до завершения опыта.

Поговорим о преимуществах использования комплекта регистрации КРП1/ВД при проведении испытаний штампом ШП20.

Во-первых, пользовательский интерфейс, предусмотренный в программе контроллера, позволяет проводить опыты специалистам невысокой квалификации и избежать методических ошибок при назначении нагрузочно-временных параметров испытания и при протоколировании результатов.

Во-вторых, при проведении опыта все данные сохраняются в контроллере ТЕСТ-ШВК без участия оператора и после завершения испытаний передаются в ПК для обработки.

Таким образом, оператор практически свободен во время проведения опыта, так как сохранение результатов происходит автоматически без его участия, причём он имеет возможность визуального контроля хода опыта, все текущие данные измерений отображаются на цифровом дисплее контроллера.

Основной задачей оператора остаётся задание давления следующей ступени по сигналу и в соответствии с рекомендациями контроллера, причём это возможно сделать дистанционно, находясь в комфортных условиях на расстоянии до 8 метров от места испытаний. И для этого совершенно не требуется подходить к штампу.

Объём опытных данных, сохранённых контроллером в режиме реального времени, при обработке на ПК позволяет оценить, помимо прочего, ход опыта и корректность его проведения.

Протоколы испытаний распечатываются в удобной форме, причём до обработки, в памяти контроллера можно сохранять от 10 до 30 полноценных опытов.

При форс-мажорных обстоятельствах, например, выходе контроллера из строя, испытания можно продолжить, используя индикаторы ИЧ-50.

В статье приведена краткая информация о некоторых вариантах конфигурации оборудования для испытаний грунтов штампами ШП20/5000, ШП20/2500 и Штамп 5000Т. Более полная информация содержится в техническом описании в соответствующем разделе журнала.

Надеюсь, что эта статья поможет нашим заказчикам с пониманием подойти к выбору оборудования, наиболее полно соответствующего их профессиональному уровню.

Штамп ШП20+КРП1/ВД + Блок П

Предназначен для проведения испытаний штампом ШП20 в полуавтоматическом режиме под управлением удалённого компьютера.

Его основное отличия от комплекта ШП20+КРП1/ВД состоит в том, что в состав комплекта дополнительно входит беспроводной терминал передачи данных Блок П.

ехнические характеристики, комплектацию и работу с терминалом Блок П можно посмотреть в информационном листке в соответствующем разделе сайта.

Блок П устанавливается на штативе рядом со штампом. Изделие имеет автономное питание и подключается к гидромагистрали вместо контроллера ТЕСТ-ШВК.

В процессе испытания терминал БП обеспечивает питание индуктивных измерителей перемещений и датчика давления, выполняет аналогово-цифровое преобразование сигналов, анализ и передачу опытных данных на удаленный компьютер через радиоинтерфейс ZigBee.

Во внутреннем ПО терминала хранятся тарировочные параметры измерителей перемещений и датчика давления, с идентификатором по номеру комплекта, а также методики испытаний, регламентированные ГОСТ 20276–2012 для различных грунтов.

Подготовку опыта выполняют аналогично комплекту ШП20 + КРП1/ВД, но в данном случае к разъёму пневмомагистрали вместо контроллера ТЕСТ-ШВК подключают Блок П.

При работе оператор с компьютером, манометрической головкой, насосной станцией и компенсатором размещается в удобном месте на расстоянии до 8-ми метров от штампа.

Для выполнения опыта исполнитель включает компьютер, загружает ПО Pneumator и выполняет беспроводное соединение с Блоком П.

С помощью меню компьютера выбирают вариант исходных данных и программу испытаний, соответствующую конкретным условиям данного опыта. После этого запускают программу выполнения опыта.

В окне программы включается таймер, и терминал начинает транслировать результаты измерений в ПК с заданным интервалом времени, проверяя выполнение критерия стабилизации.

При выполнении критерия стабилизации компьютер выдает сообщение, и предлагает задать следующую ступень нагрузки, величина которой показана на мониторе.

Оператор посредством редуктора задаёт давление следующей ступени и продолжает выполнение опыта.

Все опытные данные, транслируемые на ПК в режиме реального времени, представлены на мониторе в графическом и цифровом виде. Опыт завершается при достижении максимального давления или по команде оператора.

Контроллер ТЕСТ-ШВК в данном случае выполняет функции резервного прибора и штатно используется при выходе из строя основного оборудования (компьютер или Блок П).

С уважением, Е. Л. Пылаев
10.11.2016.

Штамп ШВ60

Предназначен для определения деформационных характеристик грунтов в буровых скважинах.

935 000 руб.

Штамп ШП20

Предназначен для определения деформационных характеристик грунтов в забое горной выработки.

1 290 000 руб.

Штамп ШВ60 с комплектом регистрации КРП1

Комплект КРП1 используется в составе штампа ШВ60 и предназначен для проведения штамповых испытаний в полуавтоматическом режиме в соответствии с ГОСТ 20276-2012.

1 300 000 руб.

Штамп ШП20 с комплектом регистрации КРП1/ВД

Комплект КРП1/ВД является модификацией комплекта КРП1 и предназначен для работы со штампом ШП20 с гидравлической нагрузочной системой.

1 745 000 руб.

Штамп ШВ60 с комплектом автоматизации КАП2

Комплект КАП2 может использоваться со штампами ШВ60 с комплектом регистрации КРП1 и предназначен для полной автоматизации процесса проведения полевых испытаний грунтов штампами ШВ60 III и IV типов.

1 675 000 руб.

Штамп горячий ШП5000Т (ШП2500Т)

Предназначен для определения деформационных характеристик мерзлых грунтов.

925 000 руб.

Ворот

Предназначен для установки винтовых анкеров производства АО «Геотест» в массив грунта.

360 000 руб.

Компенсатор ГП

Предназначен для снижения жёсткости и регулирования давления в гидравлических нагрузочных системах.

280 000 руб.

Комплектующие

Наименование Цена
Комплект анкерный А5 475 000 руб.
Комплект анкерный А4 450 000 руб.
Комплект автоматизации полевых испытаний грунтов КАП2 375 000 руб.
Комплект регистрации результатов штампового опыта КРП1 365 000 руб.
Комплект анкерный А3 175 000 руб.
Комплект анкерный А1 109 300 руб.
Адаптер ВД 90 000 руб.
Плоский штамп Ш-III 47 400 руб.
Желонка Т 45 500 руб.
Переводник 127/146 35 400 руб.
Удлинитель А 9 900 руб.

НДС — не предусмотрен. Упрощенная система налогообложения (Глава 26.2 Налогового кодекса РФ).