Устройство для комплексного определения физических и механических свойств грунтов в полевых условиях



Устройство для комплексного определения физических и механических свойств грунтов в полевых условиях
Устройство для комплексного определения физических и механических свойств грунтов в полевых условиях
Устройство для комплексного определения физических и механических свойств грунтов в полевых условиях
Устройство для комплексного определения физических и механических свойств грунтов в полевых условиях
Устройство для комплексного определения физических и механических свойств грунтов в полевых условиях

 


Владельцы патента RU 2510440:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО "НПП "Геотек") (RU)

Изобретение относится к строительству, а именно к определению механических свойств грунтов в полевых условиях при проведении инженерно-геологических изысканий и обследовании грунтов в основании существующих фундаментов. Устройство для комплексного определения физических и механических свойств грунтов в полевых условиях содержит анкер, упорную балку, нагрузочный винт, поворотное кольцо, крыльчатку и режущее кольцо. С целью расширения функциональных возможностей и повышения точности измерений оно снабжено: сервоприводом с винтом, установленным на упорной балке, датчиком крутящего момента, закрепленным на штанге с кольцевым штампом, датчиком силы, закрепленным в нижней части сервопривода, датчиком вертикальных перемещений, установленным на репере. Сервопривод, датчик силы, датчик крутящего момента, датчик вертикальных перемещений подключены к блоку управления и через интерфейс к компьютеру, образуя измерительную систему с прямой и обратной связью между датчиками и сервоприводом. Технический результат состоит в повышении точности нагружения и измерения путем автоматического контроля проводимых испытаний. 4 з.п. ф-лы, 1 пр., 5 ил.

 

Область техники

Определение механических свойств грунтов в полевых условиях при проведении инженерно-геологических изысканий и обследовании грунтов в основании существующих фундаментов.

Уровень техники

Аналогом заявляемого технического решения является «Установка для испытания скальных и полускальных грунтов кольцевым целиком с использованием анкера» (П-43-89. Рекомендации по определению характеристик реологических свойств скальных и полускальных грунтов методом кольцевого нагружения. Л., ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1990 г., рис.4, 6, стр.16-17 [Л1]), включающая анкер, упорную раму, закладную двутавровую балку, гидравлические домкраты, бетонные упоры, кольцевой целик, индикаторы часового типа.

Недостатком данного аналога является то, что данное устройство является громоздким, так как его предлагается использовать для испытаний в полевых условиях скальных и полускальных грунтов с кольцевым целиком диаметром 1 м. Для создания касательной нагрузки используется закладная двутавровая балка и два гидравлических домкрата, а сама балка размещается в предварительно пробуренной полости сквозь кольцевой целик, при этом домкраты должны упираться в бетонные упоры. Подобная схема нагружения касательной нагрузкой невозможна в глинистых и песчаных грунтах из-за их малой прочности и высокой сжимаемости.

Следующим аналогом заявляемого технического решения является «Способ испытания грунта» (авторское свидетельство СССР SU 657315 А1, заявка 2362128/25-28 от 17.05.1976, МПК5 G01N 3/08, G01N 3/22, заявитель Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт им. В.В. Куйбышева, автор В.Л. Кубецкий, опубликовано 15.04.1979 [Л2]), заключающийся в том, что на грунт устанавливают кольцевой штамп, создают сжимающие и крутящие усилия, замеряют их и по полученным данным судят о свойствах грунта, отличающийся тем, что с целью повышения точности при испытании скального грунта используют штамп с плавными переходами к грунту, который жестко скрепляют с последним.

Способ осуществляют следующим образом.

На площадке грунта устанавливают кольцевой штамп с плавными переходами к грунту и жестко скрепляют его с грунтом, например, прямо на грунте из бетона изготовляют используемый штамп. В штампе предусмотрены нагружаемые, например, домкратом упоры и площадка.

Затем при помощи системы нагружателей, например, домкратов, создают сжимающее усилие на грунт, а крутящее усилие создают, воздействуя на упоры таким образом, что линия действия усилия параллельна касательной к поверхности штампа. Замеряют усилия, действующие на грунт, и по полученным данным судят о свойствах грунта. Указанный способ позволяет судить не только о прочности поверхностных слоев, но и о прочности глубинных слоев грунта, что повышает точность определения свойств грунта в целом.

Недостатком данного аналога является то, что в нем отсутствует возможность испытаний с управлением системы нагружателей, что не позволяет проводить испытания с непрерывным нагружением при заданной скорости деформаций. Вторым недостатком является отсутствие системы автоматизированной записи данных измерений сжимающего и крутящего усилий при проведении испытаний, что снижает точность и производительность испытаний.

Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого технического решения является УНИВЕРСАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ВСЕГИНГЕО (Справочник по инженерной геологии, 3-е издание, переработанное и дополненное, под ред. М.В. Чуринова, М., Недра, 1981 г., рис.71, стр.300 [Л3]), содержащая стойку-анкер, упорную балку, нагрузочный винт, динамометр, поворотный рычаг с динамометром, поворотное кольцо, крыльчатку или режущее кольцо, аутриггер.

Установка предназначена для определения параметров прочности песчано-глинистых и глинисто-щебенистых грунтов на поверхности и в шурфах методами кругового среза пород по круглоцилиндрической поверхности, а также для вырезания из массива крупных образцов цилиндрической формы в кольцо-обойму.

Недостатком прототипа является невозможность создания больших вертикальных перемещений поворотного кольца, крыльчатки или режущего кольца вследствие ограничений, накладываемых конструкцией консольной упорной балки. Вторым недостатком является то, что вертикальная нагрузка создается гидравлическим домкратом, что вызывает необходимость постоянного контроля величины давления в гидроцилиндре вследствие его падения из-за осадки поворотного кольца, что трудоемко выполнить в ручном режиме управления нагружением. Существенным недостатком является также то, что измерение вертикального перемещения, нагрузки и крутящего момента выполняется вручную, что снижает производительность и точность проводимых испытаний. Следующим недостатком прототипа является то, что в процессе испытаний определяются только две прочностные характеристики грунтов - угол внутреннего трения и сила удельного сцепления, в то время как существует необходимость определения характеристик деформируемости.

Сущность технического решения

Известно устройство для испытания грунтов в полевых условиях, включающее анкер, упорную балку, нагрузочный винт, поворотное кольцо, крыльчатку и режущее кольцо для испытаний грунтов в полевых условиях.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, повышение точности нагружения и измерений путем автоматического контроля проводимых испытаний.

Поставленная цель достигается тем, что для создания вертикальной нагрузки применен серводвигатель, а создание и регулирование скорости приложения вертикальной нагрузки контролируется компьютером через блок управления датчиками силы и перемещений.

Для восприятия реакции от вертикальной нагрузки применены два анкера и складная балка.

Для повышения точности создания касательной нагрузки измерение крутящего момента выполняется с использованием консоли и датчика силы.

Для измерения скорости прохождения поперечной волны в анкер введен акселерометр.

Для расширения функциональных возможностей в устройство введены круглый и винтовой штампы, зонд, что позволяет определять дополнительные механические характеристики грунтов, такие как модуль упругости и деформации, модуль сдвига. При этом определение параметров деформируемости грунтов выполнятся в соответствии с действующими ГОСТ.

Перечень фигур, чертежей и иных материалов

На фиг.1 изображен общий вид конструкции устройства для комплексного определения физических и механических свойств грунтов в полевых условиях.

На фиг.2 изображена блок-схема измерений.

На фиг.3 изображена конструкция складной упорной балки.

На фиг.4 изображена конструкция осевого нагружения.

На фиг.5 изображена конструкции кольцевого штампа с датчиком крутящего момента.

Пример реализации предлагаемого технического решения

На фиг.1, 2, 3, 4, 5 устройство содержит два винтовых анкера 1, складную упорную балку 2, на которой закреплен сервопривод 3 с винтом 4, на нижней части закреплен датчик силы 5. Датчик измерения крутящего момента 6 посредством штанг 7 соединен с кольцевым штампом 8. Устройство содержит набор сменных приспособлений: кольцевой штамп 8, круглый штамп 9, винтовой штамп 10, пенетрометр 11, зонд 12, крыльчатку 13, пробоотборник 15.

В нижней части внутри анкера 1 имеется трехкоординатный акселерометр 16, блок усиления и преобразования сигналов в цифровой вид 17, который по беспроводной или проводной связи подключен к блоку управления 18 и через интерфейс 19 к компьютеру 20.

На верхней части штанги круглого штампа 9 закреплена подвижная консоль 21, на которую опирается шток датчика вертикальных перемещений 22, закрепленный на держателе 23 и репере 24. Датчик перемещений 22 подключен по беспроводной или проводной связи к блоку управления 18.

Датчик крутящего момента 6 с ручками 25 закреплен на одной из штанг 7 и подключен по беспроводной или проводной связи к блоку управления 18 и через интерфейс 19 к компьютеру 20.

В верхней части винтового анкера 1 имеется захват 26 для соединения с упорной балкой 2.

Упорная балка 2 состоит из двух складных труб 27, на концах которых имеются опорные планки 28, служащие упором для установки в захват 26. Держатель 29 предназначен для установки сервопривода 3 с винтом 4, а также для закрепления на нем складных труб 27 упорной балки 2. В рабочем положении балки 2 складные трубы 27 соединяются между собой стопорным штифтом 30. На репере 24 имеется держатель 32 для установки датчика перемещений 33.

Датчик крутящего момента 6 имеет датчик силы 34 и консоль 35, которая закреплена на одной из ручек 25.

Устройство работает следующим образом.

Этап 1. Подготовка устройства к испытаниям

1. На поверхности грунта, дне котлована или шурфа, используя сервопривод 3 с винтом 4, в грунт заворачивают два винтовых анкера 1 на расстоянии, равном расстоянию между планками 28 на упорной балке 2.

2. Упорная балка 2 закрепляется винтами 31 в захватах 26 на анкерах 1.

3. Сервопривод 3 закрепляют на держателе 29 в центральной части на упорной балке 2 и подключают к блоку управления 18.

4. На поверхности грунта устанавливают репер 24 и прикрепляют к нему держатели 23, 32 датчиков перемещений 22, 33. Шток датчика перемещений 33 устанавливают в любом месте на поверхности упорной балки 2. Датчики перемещений подключают к блоку управления 18.

Показания датчика перемещений 33 позволяют оценить прогиб упорной балки 2, который учитывается при измерении вертикального перемещения того или иного приспособления.

5. Датчики силы 5, 34, датчики перемещений 22, 33 подключают к блоку управления 18.

6. Блок управления 18 через интерфейс 19 подключают к компьютеру 20.

Этап 2. Реализация автоматического способа испытания и последовательность проведения испытаний

1. Выбирают тип приспособления для испытаний грунта: круглый штамп 9, винтовой штамп 10, пенетрометр 11, зонд 12, крыльчатка 13, кольцевой штамп 8 или пробоотборник 15.

2.1. Испытания круглым штампом площадью 600 см2

2.1.1. Круглый штамп устанавливают на поверхность грунта соосно с винтом 4 и, используя держатель 23, закрепляют датчик перемещений 22 так, чтобы его шток упирался в подвижную консоль 21.

2.1.2. Используя методику ГОСТ 20276-99 раздел 5 [Л4], проводят испытания штампом. Измерение осадки штампа и управление нагрузкой выполняют автоматически, используя показания датчика перемещений 22, датчика силы 5 и сервопривод 3. Данные измерений заносятся в базу компьютера.

2.1.3. Используя результаты измерений по пункту 5.5.2 ГОСТ 20276-99, находят модуль деформации грунта.

2.2. Испытания винтовым штампом площадью 600 см2

2.2.1. Винтовой штамп устанавливают на поверхность грунта соосно с винтом 4 и, используя держатель 23, закрепляют датчик перемещений 22 так, чтобы его шток упирался в подвижную консоль 21.

2.2.2. Используя методику ГОСТ 20276-99 раздел 5, проводят испытания штампом. Завинчивание штампа в грунт и приложение вертикальной нагрузки выполняют с использованием сервопривода 3. Измерение осадки штампа и управление нагрузкой выполняют автоматически, используя показания датчика перемещений 22, датчика силы 5 и сервопривод 3. Данные измерений заносятся в базу компьютера.

2.2.3. Используя результаты измерений по пункту 5.5.2 ГОСТ 20276-99, находят модуль деформации грунта.

2.3. Испытания кольцевым штампом

2.3.1. Кольцевой штамп 8 соединяют со штангой 7, а ее с датчиком крутящего момента 6, после чего его устанавливают соосно с винтом 4 под упорной балкой 2.

2.3.2. Используя методику кольцевого среза ГОСТ 20276-99 раздел 12.4, проводят испытания методом кольцевого среза. Контроль и управление нормальным давлением выполняют автоматически с использованием датчика 5 и сервопривода 3. Измерение касательной нагрузки выполняют автоматически с использованием датчика крутящего момента 6, а приложение нагрузки вручную, используя ручки 25. Данные измерений заносятся в базу компьютера.

2.3.3. Используя результаты измерений по пункту 12.4.4 ГОСТ 20276-99, находят прочностные характеристики грунтов: угол внутреннего трения и силы удельного сцепления.

2.4. Испытания зондом

2.4.1. Используя метод статического зондирования ГОСТ 19912-2001 раздел 5 [Л5], проводят испытания с использованием предлагаемого устройства. Скорость непрерывного нагружения создают сервоприводом 3 и контролируют компьютером 20. Измерение скорости погружения зонда выполняют датчиком перемещений 22, а сигналы с датчиков зонда передают через блок управления 18 в базу компьютера 20.

2.4.2. Используя результаты измерений по пункту 5.5 ГОСТ 19912-2001, находят показатели сопротивления грунта внедрению зонда.

2.5. Испытания с целью определения упругого модуля сдвига

2.5.1. Для определения упругого модуля сдвига на поверхности грунта создают удар, например, молотком весом 8-12 кг по металлической пластине 14, возникающую при этом поперечную волну регистрируют акселерометром 16.

2.5.2. Используя измеренное значение скорости прохождения поперечной волны (Vs), находят значение упругого модуля сдвига:

,

где ρ - плотность грунта.

3. Испытания крыльчаткой

Этап 1. Подготовка устройства к испытаниям.

1. Крыльчатку 13 соединяют со штангой 7, а ее с датчиком крутящего момента 6. Датчик силы 34 подключают к блоку управления 18.

Крыльчатку 13 присоединяют к датчику крутящего момента.

Этап 2. Последовательность проведения испытаний

2.1. Используя методику вращательного среза ГОСТ 20276-99 раздел 12.2, проводят испытания крыльчаткой. Измерение касательной нагрузки выполняют автоматически с использованием датчика крутящего момента 6, а приложение нагрузки вручную, используя ручки 25.

2.2. Используя результаты измерений по пункту 12.2.4 ГОСТ 20276-99, находят величину удельного сцепления глинистых грунтов.

4. Для отбора проб грунта используют, например, тонкостенный пробоотборник 15, который с помощью набора штанг 7 вдавливают непрерывно в грунт, используя сервопривод 3.

Промышленная применимость

Данное устройство для комплексного определения физических и механических свойств грунтов в полевых условиях промышленно реализуемо, обладает более широкими функциональными возможностями, повышенной точностью определения параметров грунтов.

Литература

1. Рекомендации по определению характеристик реологических свойств скальных и полускальных грунтов методом кольцевого нагружения. Л., ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1990 г., рис.4, 6, стр.16-17.

2. Авторское свидетельство СССР №657315 А1, заявка 2362128/25-28 от 17.05.1976, МПК5 G01N 3/08, G01N 3/22, заявитель Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт им. В.В. Куйбышева. Способ испытания грунтов, автор В.Л. Кубецкий, опубликовано 15.04.1979.

3. Справочник по инженерной геологии, 3-е издание, переработанное и дополненное, под ред. М.В. Чуринова, М., Недра, 1981 г., рис.71, стр.300.

4. ГОСТ 20276-99. Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости. М., 1999. - 91 с.

5. ГОСТ 19912-2001. Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием. М., 2001. - 27 с.

1. Устройство для комплексного определения физических и механических свойств грунтов в полевых условиях, содержащее анкер, упорную балку, нагрузочный винт, поворотное кольцо, крыльчатку и режущее кольцо, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности измерений, оно снабжено: сервоприводом с винтом, установленным на упорной балке, датчиком крутящего момента, закрепленным на штанге с кольцевым штампом, датчиком силы, закрепленным в нижней части сервопривода, датчиком вертикальных перемещений, установленным на репере, сервопривод, датчик силы, датчик крутящего момента, датчик вертикальных перемещений подключены к блоку управления и через интерфейс к компьютеру, образуя измерительную систему с прямой и обратной связью между датчиками и сервоприводом.

2. Устройство для комплексного определения физических и механических свойств грунтов в полевых условиях по п.1, отличающееся тем, что датчик крутящего момента имеет датчик силы и консоль.

3. Устройство для комплексного определения физических и механических свойств грунтов в полевых условиях по п.1, отличающееся тем, что анкер имеет встроенные в него трехкоординатный акселерометр и блок усиления и преобразования сигналов в цифровой вид.

4. Устройство для комплексного определения физических и механических свойств грунтов в полевых условиях по п.1, отличающееся тем, что упорная балка выполнена складной.

5. Устройство для комплексного определения физических и механических свойств грунтов в полевых условиях по п.1, отличающееся тем, что испытания выполняются автоматически под управлением компьютера.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых и строительстве подземных сооружений открытым способом.

Изобретение относится к области строительства, а именно к исследованию физико-механических характеристик грунтов динамическим зондированием. Способ динамического зондирования грунтов, при котором погружают штангу с зондом в грунт посредством периодических ударов и во время каждого удара определяют параметры воздействия грунта на датчики измерительной системы, обеспечивая усиление сигналов от датчиков, их аналого-цифровое преобразование, регистрацию и передачу данных, включая зависимость перемещения зонда от времени и зависимость изменения лобового сопротивления от времени, во внешний блок обработки данных с помощью соответствующего программного обеспечения, в результате чего определяют физико-механические характеристики грунта.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и мелиорации земель и может быть использовано при отборе вертикального монолита-образца почвогрунтов ненарушенного (природного) сложения с целью определения их водно-физических и фильтрационных свойств.

Изобретение относится к области строительства, в частности к оценке деформационных свойств смесей глинистых грунтов с крупнообломочными включениями при возведении противофильтрационных устройств, тела дамб, плотин, дорог и др., а также оснований сооружений.

Изобретение относится к транспорту углеводородов в нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при эксплуатации трубопроводов, расположенных в местах с возможными оползневыми явлениями, для принятия своевременных мер по их защите от разрушения при перемещениях грунтовых масс, вызванных нарушением весового баланса в результате сезонного оттаивания, насыщения грунта или иными причинами.

Изобретение относится к строительному производству и предназначено для определения морозного пучения грунта при промерзании сезоннопротаивающего слоя. Способ определения морозного пучения грунта при промерзании сезоннопротаивающего слоя включает бурение скважины перед началом его промерзания, отбор образцов грунта, измерение глубины сезонного протаивания ξ, определение на образцах плотности сухого грунта ρd,th.

Изобретение относится к устройствам измерения распределения деформации, использующим в качестве чувствительного элемента оптическое волокно. .

Изобретение относится к области инженерно-геологических изысканий и может быть использовано для отбора проб материала, слагающего россыпные месторождения. .

Изобретение относится к инженерным изысканиям в строительстве при исследовании деформационных свойств грунтов до начала строительства и при реконструкции старых зданий и сооружений, преимущественно лабораторными методами при определении сжимаемости грунта в компрессионном приборе в режиме релаксации напряжений.

Изобретение относится к промышленному или гражданскому строительству, в частности к определению устойчивости мерзлых грунтов, и может быть использовано при строительстве нефте- и газопроводов для установления степени устойчивости грунтов к термоэрозионному размыву. Способ моделирования горизонтального термоэрозионного размыва мерзлых грунтов включает предварительное размещение образца грунта в кювету, насыщение образца грунта водой до заданной влажности, нанесение на поверхность образца ложбины стока определенной ширины и промораживание образца грунта в кювете с закрытой крышкой в холодильной камере до заданной температуры не менее суток, установку кюветы с подготовленным образцом грунта открытым сектором под водоподающее устройство под углом, в зависимости от заданных параметров моделирования, и размыв образца грунта водотоком. Ширина ложбины стока, температура воды и расход водотока являются регулируемыми, при этом проводятся измерения прямых показателей - глубина протаивания и размыва грунта, температура воды, ширина и глубина потока воды за выбранный интервал времени, на основе которых определяются косвенные параметры термоэрозионного размыва: интенсивность размыва, противоэрозионная устойчивость грунта, механическая энергия потока воды, тепловая энергия потока воды, тепловой поток, расходуемый на плавление мерзлого грунта, тепловой поток за счет диссипации механической энергии, коэффициент теплообмена между потоком воды и мерзлым грунтом по приведенным зависимостям. Технический результат состоит в обеспечении определения совокупности параметров, характеризующих процесс термоэрозии грунтов под воздействием водного потока. 3 табл., 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для отбора почв с нарушенной структурой и может быть использовано при извлечении различного типа почвенно-грунтовых образцов в полевых условиях для комплексного анализа земли сельскохозяйственного назначения. Техническим результатом является повышение производительности отбора почвы и расширение функциональных возможностей. Устройство состоит из корпуса, электродвигателя с валом и накопительного цилиндра-бура. При этом электродвигатель с валом установлен внутри и вдоль вертикальной оси корпуса, выполненного в виде треугольной фермы, состоящей из верхнего и нижнего поясов, которые соединены между собой стойками, имеющими вертикальные пазы для направляющих, установленных внутри фермы перпендикулярно к стойкам с возможностью вертикального перемещения вдоль них и соединенных с корпусом электродвигателя, снабженного рукоятками, выходящими за пределы корпуса. Причем вал электродвигателя снабжен магнитострикционным генератором и на конце имеет телескопический стержень для съемных накопительных цилиндров-буров, подбираемых в зависимости от типа почвы. 2 ил.

Изобретение относится к устройству диагностики и прогноза состояния грунтовых технических систем на слабых грунтах и оползневых склонах. Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности устройства при однократном воздействии вибродинамической нагрузки с сохранением высокой точности измерения. Устройство для измерения деформаций грунтов содержит полую стойку, чувствительный элемент, предназначенный для восприятия сдвигающих усилий при смещении грунта, и регистрирующее устройство, включающее измерительную часть, предназначенную для измерения изменения положения чувствительного элемента под действием сдвигающих усилий при смещении грунта, и соединенную с ней регистрирующую аппаратуру, предназначенную для преобразования изменения положения чувствительного элемента под действием сдвигающих усилий в величину смещения грунтов. При этом чувствительный элемент выполнен в виде стержня с коническим наконечником и установлен в полой стойке, и снабжен фиксатором, предназначенным для удержания стержня в вертикальном положении после погружения стойки с чувствительным элементом в скважине и установленным на стержне с возможностью перемещения его вдоль стержня и с возможностью обеспечения свободного отклонения стержня от первоначального положения под действием сдвигающих усилий грунта. Измерительная часть регистрирующего устройства представляет собой горизонтальную пластину с установленными на ней измерительными датчиками для измерения углов наклона стержня относительно оси скважины, при этом горизонтальная пластина регистрирующего устройства укреплена на стержне чувствительного элемента над фиксатором чувствительного элемента. 3 з.п. ф-лы, 4 пр., 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к устройству для измерения скорости и направления движения грунта относительно подземного трубопровода, расположенного в местах с возможными оползневыми явлениями. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения перемещения грунта. Устройство для измерения скорости и направления движения грунта относительно подземного трубопровода состоит из измерительного телескопического двухзвенного рычага с датчиком удлинения, шарнира, узла отсчета перемещений с блоком акселерометров. Причем устройство дополнительно содержит два измерительных телескопических двухзвенных рычага с датчиками, один из которых шарнирно закреплен на трубопроводе и установлен узлом отсчета перемещений вниз, а второй своим якорем установлен в грунт, не подверженный оползневым явлениям, и соединен шарниром с трубопроводом. 1 ил.

Изобретение относится к области физики материального (контактного) взаимодействия, а именно к способу определения угла φн внутреннего трения и удельного сцепления - сн материальной связной среды нарушенной структуры, воспринимающей давление свыше гравитационного. Способ определения физических параметров прочности нарушенной структуры материальной среды заключается в определении при лабораторном сдвиге образцов среды ненарушенной структуры в условиях компрессии угла φ=φстр внутреннего трения и удельного сцепления с=сстр среды ненарушенной структуры при построении графика Кулона-Мора τi=pi·tgφстр+сстр предельного состояния среды под давлением pi, где τi - напряжение сдвига среды под давлением сжатия pi. Для определения угла внутреннего трения среды с нарушенной структурой, образующейся при достижении под штампом давления, равного бытовому давлению рстр.б=рб=(γ·h-сстр)ctgφстр на отметке h массива ее естественного сложения, определяют угол θ=φстр+φн=arcsin[2sinφстр/(1+sin2φстр)]. Определяют угол внутреннего трения среды с нарушенной структурой по выражению φн=θ-φстр, а удельное сцепление материальной среды с нарушенной структурой определяют по зависимости с н = с с т р [ 2 − t g φ н t g φ с т р ] . Технический результат - получение связи физических параметров прочности φн и сн нагруженной материальной среды сверх природного гравитационного (бытового) давления с параметрами структурной прочности среды φстр и сстр.2 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при испытаниях сваи, свайных фундаментов, зданий и др. сооружений. Способ испытания несущей способности сваи заключается в создании ступенчато-возрастающей нагрузки на грунт через сваю и штамп до наступления условной стабилизации, при которой скорость осадки не превышает установленного значения, за время, заданное в зависимости от вида грунта, в одновременной регистрации осадки с точностью контроля равной 0,01 мм, а для каждой ступени нагружения - в построении графиков изменения осадки во времени, имеющих вид экспоненты с изогнутым участком, характеризующим скорость осадки до начала условной стабилизации, и с пологим участком. Регистрацию осадки на каждой ступени нагружения выполняют за равные интервалы времени, которые задают в пределах 3-5 мин. График изменения осадки во времени (экспоненту) строят по значениям осадки, равномерно зарегистрированным в каждом интервале времени. На изогнутом участке экспоненты определяют интервал с зарегистрированной скоростью осадки, равной 0,05 мм/мин, по которой устанавливают новый критерий условной стабилизации. Время до начала условной стабилизации определяют по числу интервалов на изогнутом участке до указанного интервала времени. Время наблюдения за скоростью осадки, не превышающей 0,05 мм/мин, определяют по числу интервалов времени на оставшемся отрезке изогнутого участка экспоненты до начала пологого участка. Для грунтов разного вида указанное число интервалов наблюдения за скоростью осадки выдерживают в соотношении L1:L2=1/T1:2/Т2, где T1, L1 - соответственно время интервала и число интервалов за время наблюдения за скоростью осадки при испытании сваи на песчаном и глинистом грунте от твердой до тугопластичной консистенции; Т2, L2 - соответственно время интервала и число интервалов за время наблюдении за скоростью осадки при испытании сваи на глинистом грунте от твердой до тугопластичной консистенции. Технический результат состоит в сокращении времени и снижении стоимости испытаний за счет приближения результатов регистрации осадки сваи к действительному состоянию грунта соответствующего вида. 1 з.п. ф-лы, 2 пр., 5 ил.

Изобретение относится к области строительства и предназначено для использования при проведении инженерно-геологических изысканий с целью расчленения грунтовой толщи в процессе вращательного бурения и определения механических свойств грунтов в полевых условиях. Установка для бурового зондирования, содержащая транспортное средство, на платформе которого размещены мачта с вращателем, гидравлическая система, обеспечивающая работу бурильно-кранового оборудования, отличающаяся тем, что с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности измерений установка снабжена измерительным устройством, устройством осевого нагружения и лазерным дальномером, измерительное устройство, один конец которого соединен с валом вращателя, другой через устройство осевого нагружения с хвостовиком буровой колонны, содержит два датчика силы, измерение вертикального перемещения бурового инструмента выполняется с использованием беспроводного лазерного дальномера и отражателя, закрепленных на мачте, измерение веса буровой колонны и грунта на ее боковой поверхности выполняется с использованием датчика силы, скорость вращения бурового инструмента определяется путем анализа радиосигналов, записанных при вращении измерительного устройства. Технический результат состоит в расширении функциональных возможностей, повышении точности измерений. 11 ил.

Изобретение относится к области физики материального взаимодействия, конкретно к способу определения гравитационного (бытового) давления в массиве связной материальной среды. Величину гравитационного давления определяют по зависимости pб=(γ·h-cстр)ctgφстр, где γ - удельный вес материальной среды, h - глубина определения давления в массиве среды, cстр - структурное удельное сцепление среды, φстр - угол внутреннего трения структурированной среды в естественном залегании. Технический результат - повышение точности определения величины бытового давления. 1 ил.

Изобретение относится к области инженерных изысканий и предназначено, в частности, для определения распределения реактивных нормальных напряжений грунтовых оснований по площади приложения нагрузки, необходимых для расчета внутренних усилий в теле фундаментов, и может быть использовано для определения деформационных характеристик грунтов. Устройство содержит нагрузочный штамп, блок приложения нагрузки, упорную систему и измерительную систему. Штамп выполнен в виде жесткой конструкции квадратной формы. Под штампом размещена упругая пластина с размерами штампа в плане, толщиной 0,05-0,1 размера сторон штампа и модулем упругости 30-50 МПа. На боковых сторонах упругой пластины нанесена координатная прямоугольная сетка. В измерительную систему введены регистратор приложенной нагрузки и регистратор осадки штампа. На штампе с боковых сторон по осям его симметрии с помощью кронштейнов жестко закреплены видеорегистраторы деформации упругой пластины с возможностью полного обзора боковых сторон упругой пластины. Технический результат: упрощение и удешевление определения распределения реактивного напряжения грунтового основания в любых произвольных точках по подошве штампа и повышение достоверности результатов при одном испытании. 2 ил.

Изобретение относится к области «Физики материального контактного взаимодействия» и служит для определения гравитационного (бытового) давления в массиве материальной среды определенной плотности. Способ определения гравитационного давления материальной среды в массиве и ее природной плотности, заключатся в том, что на заданной глубине h (см) массива материальной среды полевыми методами инженерных изысканий определяют угол φстр внутреннего трения и удельное сцепление cстр среды ненарушенной структуры в условиях гравитационного (бытового) давления pб. При этом величину гравитационного давления в массиве упругосвязнопластичной грунтовой среды определяют по зависимости , а плотность грунтовой среды рассчитывают как при удельном весе , где g - ускорение свободного падения тела в условиях гравитации (см/с2). Затем величину гравитационного давления в массиве упрутоэластичной анизотропной торфяной среды определяют по зависимости , а плотность торфяной среды рассчитывают как при удельном весе . Техническим результатом является возможность определения значения гравитационного (бытового) давления в массиве материальной среды по данным ее прочностных параметров φстр и cстр в ненарушенном состоянии, а также значение удельного веса γстр и плотности ρстр среды в условиях гравитационного притяжения поверхности Земли. 2 ил.
Наверх