Стенд для моделирования напряженно-деформированного состояния грунтовых оснований

 

Изобретение относится к строительству и предназначено для изучения напряженно-деформированного состояния грунтовых оснований фундаментов зданий и сооружений. Целью изобретения является расширение имитационных возможностей стенда путем задания сложных комбинаций деформации модели основания. Стенд для моделирования напряженно-деформированного состояния грунтовых оснований содержит цилиндрический лоток, крышку с центральным отверстием, в котором размещен поршень, приспособления для создания и измерения горизонтальных, вертикальных деформаций, соединенные с источниками и измерителями давления. При этом цилиндрический лоток снабжен внутренними горизонтальными кольцевыми ребрами, образующими кольцевые ячейки, в которых размещено приспособление для создания и измерения горизонтальных деформаций, выполненное в виде кольцевых эластичных камер с П-образными покрышками. Крышка снабжена кольцевыми вертикальными и пересекающими их радиальными ребрами, образующими секторные ячейки, в которых размещено приспособление для создания и измерения вертикальной деформации, выполненное в виде секторных эластичных камер с сегментообразными покрышками. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ, СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5g 4 Е 02 D 1/02, G 01 H 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 1) 4254041/31-33 (22) 01.06. 87 (46) 30. 05. 89. Бюл. !"- 20 (71) Ленинградский инженерно-строительный институт (72) В.Н.Бронин, В.Н.Морозов(30), Валид Иджвейхан (20) и В.С.Прокопович (SU) (53) 624.131 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 939641, кл. Е 02 D I/00, 1980, Сидоров Н.Н,, Сипидин В.П. Современные методы определения характеристик механических свойств грунтов.

Л.: Стройиздат, 1972, с. 102-125. (54) СТЕНД ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ

ГРУНТОВЫХ ОСНОВАНИЙ (57) Изобретение относится к строительству и предназначено для изучения напряженно-деформированного состояния грунтовых оснований фундаментов зданий и сооружений. Целью изобретения является расширение имитационных возможностей стенда путем заИзобретение относится к строительству и предназначено для изучения напряженно-деформированного состояния грунтовых оснований фундаментов зданий и сооружений.

Целью изобретения является расширение имитационных возможностей стенда путем задания сложных комбинаций деформации модели основания.

На фиг.1 изображен стенд, общий вид, разрез; на фиг.2 — разрез А-А .на фиг.1.

;„,SU„, 14 3023 А1

2 дания сложных комбинаций деформации модели основания. Стенд для моделирования напряженно-деформированного состояния грунтовых оснований содер" жит цилиндрический лоток, крышку с центральным отверстием, в котором размещен поршень, приспособления для создания и измерения горизонтальных, вертикальных деформаций, соединенные с источниками и измерителями давления. При этом цилиндрический лоток снабжен внутренними горизонтальными кольцевыми ребрами, образующими кольцевые ячейки, в которых размещено присйособление для создания и измерения горизонтальных деформаций, выполненное в виде кольцевых эластичных камер с П-образными покрышками.

Крышка снабжена кольцевыми вертикальными и парасакаиними их радиальными ребрами, образующими секторные ячейки, в которых размещено приспособле- 2 ние для создания и измерения вертикальной деформации, выполненное в ниде секторных эластичных камер с сегментообраэными покрышками. 2 ил.

Стенд для моделирования напряженно-деформированного состояния грунтовых оснований содержит цилиндрический лоток 1, заполненный грунтом, крышку 2, закрепленную в верхней части лотка. 1 болтовым соединением, штамп 3, установленный на грунт в отверстии крышки 2. Цилиндрический лоток снабжен внутренними горизонтальными кольцевыми ребрами 4, установленными по его высоте и образующими кольцевые ячейки. Крышка с внут23

4 люмометрах 14 и 23.

14830 ренней стороны снабжена кольцевыми вертикальными 5 и пересекающими их радиальными ребрами 6, образующими секторные ячейки.

Приспособление для создания и измерения горизонтальной деформации выполнено в виде кольцевых эластичных камер 7 с П-образными покрьппками 8, каждая из которых размещена в кольце- lð вых ячейках лотка. Одни кольцевые эластичные камеры 7 соединены с источником 9 давления с помощью штуцеров 10, пропущенных через отверстия в стенке лотка l,трубопроводов 11 и 15 разводящего трубопровода 12. Другие кольцевые эластичные камеры 7 посредством трубопроводов соединены с измерителями давления, которые включают образцовые манометры 13 и волю- 20 мометры 14> соединенные между собой и с разводящими трубопроводами 12.

Волюмометры 14 соединены с резервным бачком 15 трубопроводом 16. Резервный бачок 15 снабжен манометром 17. 25

Приспособление для создания и из- . мерения вертикапьной деформации выполнено в виде секторных эластичных камер 18 с сегментообраэными покрьппками 19. При этом каждая из секторных 30 эластичных камер размещена в соответствующих секторных ячейках крьппки 2 концентрично относительно поршня.

Одни секторные эластичные камеры

18 соединены с источником 9 гидроста- 35 тического давления с помощью штуцеров 20, пропущенных через отверстия в крьппке,трубопроводов 21 и разводящеFQ трубопровода 12.

Другие секторные эластичные каме- 4р ры 18 посредством трубопроводов 21 соединены с измерителями давления, которые включают образцовые манометры 22 и волюмометры 23, соединенные между собой и с разводящим трубопро- 45 водом 12. Волюмометры 23 соединены с резервным бачком 15.

Стенд снабжен трубопроводом 24, прогибомерами 25, установленными на раме 26, и струной 27, соединяющей штамп 3 с прогибомерами 25.

Стенд работает следующим образом.

Заполняют кольцевые эластичные камеры 7 рабочей жидкостью из резер-, вуара бачка 15. Воздух из источника

9 давления по разводящему трубопроводу 12 подают в резервный бачок 15 и создают в нем избыточное давление, под действием которого жидкость из резервного бачка 15 поступает в волюмометры 14. После достижения уровнем жидкости в волюмометрах 14 нулевой отметки краны закрывают.

Производят заполнение лотка грунтом. Монтируют крышку 2, которую крепят к лотку 1 болтовым соединением. К штуцерам 20 подсоединяют трубопроводы 2 1, Открывают краны и жидкость из резервного бачка 15 по трубопроводам 24 и 21 поступает в камеры 18.

Затем воздух из источника 9 давления по разводящему трубопроводу 12 попадает в резервный бачок 15 создавая в нем избыточное давление, Нод действием этого давления жидкость поступает в волюмометры 23, и при достижении уровнем жидкости нулевой отметки краны закрывают, Манометр 17 служит для контроля давления, подаваемого в резервный бачок 15. Далее производят вакуумирование жидкости в трубопроводах, в камерах 7 и 18 и воВ отверстие крьппки 2 на поверхность грунта устанавливают штамп 3.

На раме 26 крепят два прогибомера 25, которые соединяют струнами 27 со штампом 3. Стенд подготовлен к испытанию.

Дальнейшее погружение грунта в лотке зависит от целей моделирования н яженно-деформированного состояния рунтового основания. Грунту в лотке по его вертикальной граничной поверхности могут. быть заданы как горизонтальные напряжения, так и деформации, причем переменные по глубине. По горизонтальной верхней граничной поверхности грунта также могут быть заданы как напряжения, так и перемещения и, что очень существенно, различные в пределах горизонтальной граничной поверхности лотка 1.

Работа стенда при задании деформации IIQ различным граничым поверхностям состоит s следующем. Давление газа в волюмометрах 14 передают на жидкость и по трубопроводам 11 и штуцерам 10 распространяют на кольцевые эластичные камеры 7, которые, расширяясь в направлении грунта, уплотняют его. Давление от камер 7 передается на П-образные покрьппки 8, которые имеют возможность скольжения по ребрам 4, в результате чего давление от кольцевых эластичных камер пе!

4 редается на грунт. Деформацни грунта вызывают увеличение объема кольцевых камер 7, которое фиксируют волюмометрами 14. По начальным геометрическим размерам П-образных покрышек (длине окружности и ширине) и изменению объема жидкости в волюмометрах 14 вычисляют радиальное перемещение грунта.

Приложение вертикальных нормальных напряжений к горизонтальной поверх- ности грунта производят как нагружением штампа 3, так и созданием гидростатического давления в секторных эластичных камерах 18.

В случае задания грунту вертикальных нормальных напряжений, одинаковых в пределах площади крышки 2, давление rasa в волюмометрах 23 передается на жидкость по трубопроводам 21 и распространяется в секторные эластичные камеры 1 8. Камеры 18 могут расширяться только вертикально вниз, так как с трех других сторон каждая из них ограничена крышкой 2, радиальными 6 и кольцевыми 5 ребрами.

Давление от камер 18 передается на сегментообразные покрышки, а от последних на грунт. Деформацию грунта— вызывает увеличение объема секторных камер 18, который фиксируют волюмометрами 23. По размерам в плане каждой секторной камеры 18 и изменению ее объема в процессе увеличения давления вычисляют среднее перемещение грунта в пределах каждой камеры.

83023 6

Формула и э о бретения

Стенд для моделирования напряженно-деформированного состояния грунтовых оснований, содержащий цилиндрический лоток для размещения в нем модели основания, крышку с центральным отверстием, в котором размещен поршень, и приспособление для созда10 ния и измерения горизонтальной деформации, соединенное с источником и измерителем давления, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения имитационных возможностей стенда

15 путем задания сложных комбинаций деформации модели основания, стенд снабжен приспособлением для создания и измерения вертикальной деформации, соединенным с источником и измерите20 лем давления, цилиндрический лоток— .внутренними горизонтальными кольцевыми ребрами, образующими кольцевые ячейки,-а крышка — кольцевыми вертикальными и пересекающими их радиаль25 ными ребрами, образующими секторные ячейки, при этом приспособление для создания и измерения горизонтапьных деформаций выполнено в виде кольцевых эластичных камер с П-образными

ЭО покрышками, каждая из которых размещена в кольцевых ячейках, а приспособление для создания и измерения вертикальной деформации — в виде секторных эластичных камер с сегментоg5 образными покрышками, каждая из которых размещена в секторных ячейках крышки концентрично относительно поршня.

1 48302 3

Составитель Л.Тронина

Редактор М.Бандура Техред А.Кравчук

Корректор Э.Лончакона

Заказ 2791/25 Тираж 589 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К-35, Раушская каб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул . Гагарина, 1О1