Способ контроля состояния водонасыщенного грунта при динамическом воздействии и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к контролю за состоянием грунтов, в частности к опреде - лению их устойчивости к разжижению при динамическом воздействии. Цель изобретения - повышение точности контроля в условиях , близких к естественному залеганию. В способе, заключающемся в воздействии на

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИ Ч Е СКИХ

РЕСПУБЛИК

1s G 01 N 33/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4690430/33 (22) 31.03.89 (46) 07.02.91, Бюл. № 5 (71) Производственный и научно-исследовательский институт по инженерным изысканиям в строительстве (72) А.М.Пичугин и В.В.Севостьянов (53) 624.131(088.8) (56) Иванов Г.Л. Уплотнение малосвязных грунтов взрывами, М.: Недра, 1983, с. 33-34.

Авторское свидетельство СССР

¹ 11555599229911, кл. G 01 N 33/24, 1988.

„„5LI„„1626153 А1 (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ВОДОНАСЫЩЕННОГО ГРУНТА ПРИ ДИНАМИЧЕСКОM ВОЗДЕЙСТВИИ И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к контролю за состоянием грунтов, в частности к определению их устойчивости к разжижению при динамическом воздействии. Цель изобретения — повышение точности контроля в условиях, близких к естественному залеганию. В способе, заключающемся в воздействии на

1626153 водонасыщенный грунт динамической нагрузкой, дополнительно в грунт динамическим воздействием вдавливают конус до состояния предельного равновесия, а момент разжижения грунта определяют по резкому уменьшению сопротивления грунта погружению конуса по сравнению с величиной предельного равновесия. Устройство, включающее стакан 1, размещенный на вибростоле, и приспособление для регистрации момента разжижения грунта. Последнее содержит конус 5, связанный нитью 6 с грузом

Изобретение относится к контролю за состоянием грунтов и может быть использовано для определения устойчивости грунтов к разжижению при динамическом воздействии (сейсмическом, техногенном, вибрационном или импульсном), в условиях, близких к их естественному залеганию.

Цель изобретения — повышение точности контроля в условиях, близких к естественному залеганию.

На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг.2 — график зависимости сопротивления грунта погружению конуса (P) во времени (t) при динамическом воздействии, Устройство содержит стакан 1 для грунта 2, размещенный на вибростоле 3, штамп

4 с центральным отверстием для размещения металлического конуса 5, соединенного тонкой металлической нитью 6 с площадкой

7 для груза 8. Штамп 4 соединен с пневматическим нагрузочным приспособлением, состоящим иэ корпуса 9, поршня 10, установленного на штампе 4,резиновой мембраны 11 и источника давления.

Последний содержит компрессор 12, соединенный с полостью корпуса 9 через буферную емкость 13 с вентилями 14 и 15.

Перемещение конуса 5 фиксируют регистрирующим прибором — самописцем 16 с диаграммной лентой 17 и контактами 18 и

19 конечных выключателей в цепи управления работой пера самописца 16. Контакт 18 размыкается приспособлением 20 при падении конуса 5, а контакт 19 замыкается грузом 8 при достижении конуса 5 дна стакана 1.

Отверстие в дне стакана 1, через которое пропущена нить 6, герметиэировано прокладкой 21.

Съемная рама 22 фиксирует корпус 9 нагрузочного приспособления в стакане 1.

Для сброса давления в пневматической системе служит вентиль 23, а для его измерения — манометр 24, 5

8, и регистрирующий прибор с концевыми выключателями в цепи управления его работой. Конус 5 установлен в центральном от-. верстиии штампа 4, соединенного с пневматическим нагрузочным приспособлением. Перемещение конуса 5 регистрируется на диаграммной ленте 17 самописца

16. В момент разжижения происходит потеря грунтом прочности и падение конуса 5 на дно стакана 1, что фиксируется путем срабатывания контактов 18 и 19 концевых выключателей. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Способ осуществляют следующим образом.

Водонасыщенный грунт 2 в стакане 1 размещают на вибростоле 3, устанавливают на поверхности грунта штамп 4, связанный с нагрузочным приспособлением,и конус 5, соединенный нитью 6 с площадкой 7 для грузов 8, Нагружают грунт 2 статическим давлением, по величине равным природному, на глубине естественного залегания грунта, после стабилизации давления производят вдавливание конуса 5 в грунт путем установки грузов 8 на площадку 7. Погружение конуса 5 продолжается до некоторой глубины, когда скорость его погружения равна нулю, а сопротивление грунта погружению конуса соответствует определенному значению (состояние предельного равновесия).

Затем грунт подвергают динамическому воздействию,в результате чего он теряет прочность и разжижается, вследствие чего происходит резкое уменьшение сопротивления грунта погружению конуса 5, который падает на дно стакана, Момент падения конуса 5 регистрируют посредством раэмыкания и замыкания контактов 18 и 19 конечных выключателей в цепи управления работой самописца 16.

Момент разжижения грунта определяют по резкому уменьшению сопротивления погружению конуса по сравнению с величиной его предельного равновесия, Зависимость между резким уменьшением сопротивления погружению конуса с одной стороны и разжижением грунта с другой получена экспериментальным путем. На фиг.2 приведен график, характеризующий момент разжижения грунта при динамическом воздействии (в данном случае частота колебаний f 8 Гц амплитуда а 6 мм и нагрузка о 0,15 кг/см ). Как видно из фиг.2 разжижение грунта соответствует моменту времени Лтр = 2,5 с после приложения виб1626153

10

35

45

50 рационного воздействия, а сопротивление погружению конуса уменьшается в 50 раз.

Устройство для реализации способа работает следующим образом.

Стакан 1 размещают на вибростоле 3, заполняют его водонасыщенным грунтом 2 и устанавливают на его поверхности перфорированный штамп 4, в центральное отверстие которого помещают конус 5, соединенный тонкой металлической нитью

6 с площадкой 7 для установки грузов 8.

Штамп 4 нагружают статической нагрузкой при помощи пневматического нагрузочного способления. Для этого компрессору 12 при закрытом вентиле 11 и открытом вентиле 15 создают давление сжатого воздуха в буферной емкости 13, которое фиксируют по манометру 24. Затем закрывают вентиль 15, соединяющий компрессор 12 с буферной емкостью 13,и открывают вентиль 14, передавая давление через мембрану 11 на поршень 10, который давит на штамп 4. Погружение конуса 5 в грунт 2 осуществляют установкой грузов 8 на площадку 7. После остановки конуса 5 (при достижении состояния предельного равновесия) на грунт воздействуют динамической нагрузкой, включая вибратор (не показан).

Разжиженный под действием динамической нагрузки грунт теряет прочность и под действием груза 8 резко падает на дно стакана 1,в момент падения конуса 5 при помощи приспособления 20 размыкаются контакты 18 первого конечного выключателя в цепи управления работой пера самописца 16. На диаграммной ленте 17 видно резкое скачкообразное изменение линии записи, соответствующее моменту разжижения грунта (Лт ).

Когда конус 5 упадет на дно стакана 1, груз 8 замыкает контакты 19 второго конечного выключателя в цепи управления работой пера самописца 16. Линия записи при этом скачкообразно вернется в положение записи до момента разжижения грунта, после чего вентилем 23 сбрасывают давление в пневмосистеме, и опыт закончен.

Использование изобретения позволяет получить данные, необходимые для оценки устойчивости грунтов к разжижению при динамическом воздействии в условиях, близких к их естественному залеганию.

Формула изобретения

1. Способ контроля состояния водонасыщенного грунта при динамическом воздействии, включающий размещение образца грунта в стакане на вибростоле, насыщение его водой, динамическое воздействие на образец и определение момента разжижения грунта, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения точности контроля в условиях, близких к естественному залеганию, после насыщения грунта водой его нагружают статическим давлением, по величине равным природному, на глубине естественного залегания грунта и производят вдавливание конуса в грунт до состояния предельного равновесия с измерением сопротивления грунта погружению конуса, после чего осуществляют динамическое воздействие на грунт, а момент его разжижения определяют по резкому уменьшению сопротивления погружению конуса по сравнению с величиной предельного равновесия.

2. Устройство для контроля состояния водонасыщенного грунта при динамическом воздействии, включающее стакан для размещения водонасыщенного грунта. установленный на вибростоле, и приспособление для регистрации момента раэжижения грунта, отл ича ющееся тем, что, с целью повышения точности контроля в условиях, близких к естественному залеганию, оно снабжено штампом с центральным отверстием и связанным с ним пневматическим нагруэочным приспособлением, а приспособление для регистрации момента разжижения грунта выполнено в виде металлического конуса, вершина которого соединена посредством тонкой металлической нити с грузом, и регистрирующего прибора с концевыми выключателями в цепи управления, причем конус размещен в центральном отверстии штампа, а связывающая его с грузом нить пропущена через отверстие в днище стакана с воэможностью взаимодействия груза с контактами концевых выключателей.

1626153

1 2 3 Ф 5 Р 7

Риг. 2

Составитель Г,Мартынова

Редактор С.Патрушева Техред М.Моргентал Корректор Л, Патай

Заказ 274 Тираж 405 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101