Способ определения напряженного состояния массива грунта и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к строительству , в частности к изучению напряженного состояния грунтов в массиве полевыми методами Целью изобретения является повышение и упрощение измерений за счет снижения объема исследований о Полый цилиндр 1 задавливают в грунт со свободной поверхности или со дна скважины. При этом отделяемый от массива объем грунта 7 попадает внутрь полого цилиндра 1, где вследствие увеличения диаметра верхнего участка 4 полого цилиндра 1 и возможности грунта свободно перемещаться , напряжения в нем падают до нуляо При помощи датчика 6 измеряют это падение напряжений путем регистрации изменения величины потока инфракрасного излучения грунта, пропорционального падению напряжения в отделенд ном объеме грунта0 Напряжение, действующее в массиве грунта, оценивается по величине потока ИК-излучения, регистрируемой датчиком 6 ИК-излучения в момент задавливания полого цилиндра 1в грунт и рассчитывается по формулам 2СоПоф-лы, 4 ило S8

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК(51)5 Е 02 D 1 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н .АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И . (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4676764/33 (22) 09.02.89 (46) 23.04 ° 91. Бюп. 9 15. ,(71) Бюро внедрения новых видов оснований и фундаментов Научно-иссле-. довательского института оснований и подземных .сооруженийим.Н.М.Герсеванова (72) Э.А,Мотовилов, С.В.Пригорнева, АоА.Морозов, Б.С.Остюков,. В.И.Шейнин и В.Ф.Сидорчук (53) 624 131382(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1067138 кл. Е 02 П 1/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР .

Ф 1239199е кл. E 02 П 1 00з 1984. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННОГО

СОСТОЯНИЯ МАССИВА ГРУНТА И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к строительству, в частности к изучению напряженного состояния грунтов в массиве полевыми методами. Целью изобре„„SU„„1643661 А 1

2 тения является повьппение и упрощение измерений за счет снижения объема исследований. Полый цилиндр 1 задавливают в грунт.со свободной поверхности ипи со дна скважины При этом отделяемый от массива объем грунта 7 попадает внутрь полого цилиндра 1, где вследствие увеличения диаметра верхнего участка 4 полого цилиндра 1 и возможности грунта свободно перемещаться, напряжения в нем падают до нуля. При помощи датчика 6 измеряют это падение напряжений путем регистрации изменения величины потока инфракрасного излучения грунта, пропорционального падению напряжения в отделен-, ном объеме грунта. Напряжение, дейст- Е вующее в массиве грунта, оценивается по величине потока ИК-излучения, регистрируемой датчиком 6 ИК"излучения ( в момент задавливания полого цилиндра

1 в грунт и рассчитывается по формулам

2 с.п,ф лы, 4 ил.

164366|

Изобретение относится к строительству, в частности к изучению напряженного состояния грунтов в массиве полевыми методами.

Цель изобретения — повышение,точности и упрощение измерений за счет снижения объема исследований.

На фиг.1 изображено устройство для реализации способа, общий вид; на фиг.2 — то же, в момент задавливания в грунт; на фиг.3 — схема тарирования дагчика инфракрасного (ИК),излучения; на фиг.4 — график зависимости потока

ИК-излучения от нагрузки.

Устройство содержит полый цилфщр

1, который имеет коническую заточку внешней поверхности 2, а внутренняя полость — два участка 3 и 4 разного диаметра, разделенных кольцевым уступом 5. Участок 3 с меньшим диаметром расположен со стороны конической заточки 2. Длина участка 3 назначена в соответствии с соотношением:

10 !

20

h = 0„02-0,06 D ммэ

25 где h — - длина участка с меньшим диаметром, мм

D — диаметр участка полости со стороны заточки, мм.

Устройство также содержит,цатчик

6 для определения напряженного состояния грунта, выполненный в виде приемника инфракрасного излучения и установленный на свободной поверхности отцеляемоro массива 7 внутри полоro 35 илиндра 1 с возможностью перемещеия вдоль его оси. Провода от него выведены наружу через отверстие в цилиндре 1.

Способ реализуют следующим обра- 40 зом.

На свободной поверхности грунта 7, например в забое скважины, устанавливают штамп 8 с германиевым окном 9 и датчиком 6 ИК-излучения, При помощи 45 задавливающего устройства (не показано) создают на штамп известное давление, регистрируя при этом соответствующее изменение потока ИК-излучения. По полученным данным строят гра- 50 фик тарировочной зависимости (фиг.4), Полый цилиндр 1 задавливают в грунт при помощи домкрата (не показан) со . свободной поверхности нли со дна скважины, При этом отделяемый от массива 55 объем грунта 7 попадает во внутрь полого цилиндра 1, где вследствие увеличения диаметра верхнего участка 4 полого цилиндра 1 и возможности грунта свободно перемещаться, напряжения в нем падают до нуля. При помощи датчика 6 измеряют это падение напряжений путем регистрации изменения величины потока инфракрасного излучения грунта, пропорционального падению напряжения в отделенном объеме грунта.

Площадь центральной части торцовой поверхности отделяемого объема, на которой регистрируют. инфракрасное излучение (площадь под датчиком), назначают в пределах 0,05-0,25 площади торцовой поверхности отделяемого массива.

Напряжение, действующее в массиве грунта, оценивается по величине потока ИК-излучения, регистрируемой датчиком 6 ИК-излучения в момент . задавливания полого цилиндра I в грунт 7 и рассчитывается по формулам:

Чв

2$ =-- — при вертикальном задавлиZ А вании пологого цилиндра;

G +G =- — — при горизонтальном за-! А давлив анни, где 5,— вертикальная составляющая тензора напряжений, МПа; горизонтальная составляющая тензора напряжений, МПа1 плотность потока ИК-излучения соответственно при горизонтальном и вертикальном задавливании,. Вт/м

Г В

Ь|!

А = — — тарировочный коэффициент

АП термоупругости;

gW - изменение плотности потока

ИК-излучения, Вт/м|;

| П вЂ” изменение напряжения, действующего на грунт при тарировке

Положительный эффект от использования изобретения заключается в умень" шенин погрешности измерения фактических напряжений, действующих в массиве грунта.

Способ и устройство пригодны для определения величины напряжений, действующих в массиве нескольких грунтов (за исключением пылевато-глинистых грунтов твердой консистенции) и

Грунтов, имеющих частые включения крупных фракций щебня, гальки, горной породы, а также водонасьпценных грунтов.

5 l64366

Формула и з о б р е т ения

1. Способ определения напряженного состояния массива грунта, вклю5 чающий образование в нем полости, приложение нагрузки, измерение параметров состояния грунта и определение напряжений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения измерений, предварительно производят приложение нагрузки к массиву грунта штампом с измерением инфракрасного излучения грунта и устанавливают зависимость величины этого излучения от нагрузки, а образование полости в массиве грунта производят путем внедрения в него полого цилиндра с образованием внутри цилиндра ограниченного объема грунта 20 со свободной торцовой поверхностью, в .процессе которого измеряют инфра красное излучение грунта путем установки датчика на цен ральной части

1 торцовой поверхности ограниченного. объема грунта, при этом отношение ее площади к площадй всей торцовой поверхности составляет 0,05-0,25, после чего по величине измеренного инфракрасного излучения с помощью предварительно установленной зависимости его от нагрузки, определяют напряжение массива грунта, 2. Устройство для определения напряженного состояния массива грунта, включающее корпус с датчиком, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что корпус выполнен в виде полого цилиндра с конической заточкой внешней поверхности на одном конце,.а полость имеет два участка разного диаметра, разделенных между собой плоским кольцевым уступом, причем участок с меньшим диаметром расположен со стороны конической saточки внешней поверхности, а длина этого участка назначена в соответствии с соотношением h=0,02-0,06D, мм, где h — длина участка с .меньшим диаметром, мм, D - диаметр участка полости со стороны заточки, мм, при этом датчик выполнен в виде приемника инфракрасного излучения и размещен внутри корпуса с возможностью перемещения вдоль центральной оси последнего.

1643661

048 о,гВ

D,È

02 04 Об

08 AIT,ИПа

Фиг. 4.

Составитель С.Ильина

Редактор В.Бугреикова Техред Л,Сердюкова Корректор M.Ñàìáoðñêàÿ

Заказ 1223 Тираж 407 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосквар Ж-35у Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 10)