Способ хрусталёва е.н. определения деформации материальной среды под давлением



Способ хрусталёва е.н. определения деформации материальной среды под давлением
Способ хрусталёва е.н. определения деформации материальной среды под давлением
Способ хрусталёва е.н. определения деформации материальной среды под давлением
Способ хрусталёва е.н. определения деформации материальной среды под давлением
Способ хрусталёва е.н. определения деформации материальной среды под давлением
Способ хрусталёва е.н. определения деформации материальной среды под давлением

 


Владельцы патента RU 2581080:

Хрусталёв Евгений Николаевич (RU)

Изобретение относится к области «Физики материального контактного взаимодействия», конкретно, к способу определения деформации материальной среды под давлением.

По способу, заключающемуся в том, что определяют модуль Eo (МПа) общей деформации среды и модуль упругости Еупр (МПа), угол внутреннего трения структурированной среды и ее удельное сцепление Сстр (МПа), устанавливают величину внешнего давления p (МПа) на деформируемую среду, при предварительно рассчитанных величинах гравитационного (бытового) давления на заданной глубине h исследования массива среды общую деформацию сжимаемой штампом упруговязкопластичной (грунтовой) материальной среды определяют по зависимости где Sстр (см) - упругая осадка среды, SH (см) - осадка среды с нарушенной структурой, В (см) - ширина плоского штампа, - диаметр круглого штампа, эквивалентного прямоугольному со стороной В, Fd (см2) - площадь круглого штампа, и - значения коэффициентов относительной поперечной деформации деформируемой среды в структурированном и нарушенном состоянии, определяемые по зависимости: в массиве среды как и в стенках вертикальной выработки и в условиях компрессионного сжатия - и и - прочностные параметры среды с нарушенной структурой, а деформацию упругоэластичной торфяной среды определяют по зависимости где - модуль упругости торфа (МПа). 5 ил.

 

Изобретение относится к области "Физики материального контактного взаимодействия», конкретно, к способу определения деформации массива материальной среды под давлением.

Известен общепринятый способ определения вертикальной деформации So (см) грунтовой материальной среды под заданным внешним давлением р, заключающийся в том, что для деформируемой среды определяют модуль Еупр (кг/см2) упругости и модуль общей деформации Eo (кг/см2), определяют диаметр d (см) подошвы круглого или размеры В (см) - ширины и длины l (см) для прямоугольного штампа с соотношением сторон L=B/l и площадью F=LB2 (см2), устанавливают в лабораторных условиях значение коэффициента ω формы подошвы штампа и его жесткости, значение коэффициента V (Пуассона) упругой относительной поперечной деформации среды, отличающийся тем, что упругую деформацию материальной среды при заданном вертикальном давлении р≤рстр (кг/см2) определяют по зависимости а общую (упругую и остаточную) деформацию материальной среды за пределом упругости определяют только под подошвой штампа площадью F=5000 см2 при р>рстр по зависимости где Vo - коэффициент общей относительной поперечной деформации среды, Bo=F/l=5000/l (см) [1].

Недостатком известного способа определения деформации среды является то, что зависимость для общей деформации So под штампом 5000 см2 стала общепринятой и для штампов площадью от 600 см2 до 50 м2, причем для всех известных разновидностей грунтов, и уточняемой только коэффициентом Vo. Коэффициент Vo принимают методом экстраполирования табличных данных, полученных лабораторными методами. При этом значение получено при математическом решении задачи упругого взаимодействия плоского штампа с подстилающим материальным основанием, полученном С.П. Тимошенко [2]. Точность расчетных деформаций среды под давлением в основном зависит от достоверности полученных модулей Eo общей деформации среды, и вызывает сомнение на основании того, что модуль Eo получают на произвольном участке «условно линейной» зависимости осадки от ступеней возрастания графика давления Si=f(pi-const, t) опытного испытания среды штампом. Значение коэффициента Vупр Пуассона упругой материальной среды приравнивают на сегодняшний день к значению коэффициента Vo общей относительной поперечной деформации среды с нарушенной под давлением структурой.

Известен способ определения осадок грунтовой среды и торфяной залежи, заключающийся в том, что определяют угол внутреннего трения и удельное сцепление Сстр (кг/см2) материальной среды в структурированном состоянии, через параметры и Сстр получают зависимости для границ давления фазовых переходов напряженно-деформированного состояния грунтовой и торфяной материальной среды в массиве, осадки грунта и торфа под абсолютно гибким полосовым штампом определяют как где Vcтp и Еупр - упругие константы деформируемой среды, ψ° - угол сектора полуконтакта абсолютно гибкого штампа со средой, под абсолютно гибким квадратным штампом под абсолютно гибким круглым штампом под жестким узким, а также и под коротким цилиндром под жесткой сферой

Абсолютно гибкие и жесткие цилиндрические и сферические штампы имеют ограниченную область применения при контактном взаимодействии с материальной средой. При этом угол ψ° сектора полуконтакта выпуклого штампа со средой при заданном давлении p строго зависит от величины деформации S среды под штампом и имеет аналитическое выражение через φ° и С (кг/см2) только для границ фазового перехода напряженно-деформированного состояния среды, поэтому практическое применение известные зависимости S=f(∠ψ, р) имеют только для границ фазовых переходов состояний деформируемой среды.

Технический результат по способу Хрусталева Е.Н. определения деформации материальной среды под давлением, заключающемуся в том, что определяют модуль Eo (кг/см2) общей деформации среды и модуль упругости Еупр (кг/см2), угол внутреннего трения структурированной среды и ее удельное сцепление Сстр (кг/см2), устанавливают величину внешнего давления p (кг/см2) на деформируемую среду, достигается тем, что при предварительно рассчитанных величинах гравитационного (бытового) давления на заданной глубине h исследования массива среды общую деформацию сжимаемой штампом материальной среды определяют по зависимости где Sстр (см) - упругая осадка среды, SH (см) - осадка среды с нарушенной структурой, В (см) - ширина плоского штампа, - диаметр круглого штампа, эквивалентного прямоугольному со стороной В, Fd(см2) - площадь круглого штампа, Vстр и VH - значения коэффициентов относительной поперечной деформации деформируемой среды в структурированном и нарушенном состоянии, определяемые по зависимости: в массиве среды как и в стенках вертикальной выработки - в условиях компрессионного сжатия - - прочностные параметры среды с нарушенной структурой, а деформацию упругоэластичной торфяной среды определяют по зависимости где - модуль упругости торфа (кг/см2).

Предлагаемое изобретение позволяет получать достоверные значения деформаций материальной среды под сжимающим внешним давлением.

Изобретение поясняется графическими материалами, где представлены схемы деформации материальной среды: на фиг.1 - с поверхности полупространства с V=VB; на фиг. 2 - со дна выработки массива среды с V=VB; на фиг. 3 - на боковых стенках выработки массива среды с V=VB; на фиг. 4 - в массиве среды с V=VM; на фиг. 5 - в условиях компрессионного сжатия среды с V=VK.

По предлагаемому способу определения деформации Sср материальной среды под давлением р (кг/см2) массив 1 материальной (грунтовой, торфяной) среды деформируют жестким плоским штампом 2 диаметром d (см) или прямоугольной формы с шириной В (см) с поверхности полупространства 3 (фиг. 1) с коэффициентом V=VB, со дна 4 выработки (фиг. 2) с V=VB, в боковых стенках 5 выработки (фиг. 3) с V=VB, в замкнутом массиве 6 среды (фиг. 4) с V=VМ и в условиях компрессионного сжатия среды 7 c V=VК (фиг.5).

На базе лабораторных исследований среды получают показатели ее структурной прочности - угол внутреннего трения и удельное сцепление Сстр (кг/см2), модуль общей деформации Ео (кг/см2) и модуль упругости Еупр (кг/см2). Далее рассчитывают величину гравитационного (бытового) давления на глубине h (см) исследования массива 1 среды как и значения коэффициентов - для поверхности полупространства 3 (фиг. 1), для дна 4 выработки (фиг. 2), для стенок 5 выработки (фиг. 3); - для массива 6 среды (фиг. 4) и и - для компрессионных условий работы среды 7 в массиве.

Величину общей осадки So упруговязкопластичной (грунтовой) среды под давлением ρ штампа 2 рассчитывают по зависимости величину упругой осадки упругоэластичной (торфяной) среды рассчитывают по зависимости

Пример реализации способа.

Определим деформацию массива материальной среды, сложенного суглинка на глубине h=120 см, характеризующейся физическими параметрами прочности Сстр=0,1678 (кг/см2), модулем общей деформации Ео=59 (кг/см2), модулем упругости Еупр=187 (кг/см2). Массив нагружен фундаментом В×l=5×10=50 м весом Р=1250 т.

Определяем предварительно угол внутреннего трения суглинка в нарушенном состоянии и его удельное сцепление (кг/см2), гравитационное бытовое давление Значение коэффициента Пуассона в стенках выработки

Давление под фундаментной плитой ρ=Ρ/(Β·l)=1250000/(500·1000)=2,5 кг/см2.

Величина деформации суглинка под фундаментной плитой равна

Источники информации

1. Цытович Н.А. Механика грунтов (краткий курс): Учебник для вузов. - 3-е изд., доп. - М.: Высш. школа, 1979. - С. 167-168.

2. Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости: Пер. с англ. / Под ред. Г.С.Шапиро. - 2-е изд. - М.: Наука. Глав. редакция физ.-мат. литературы, 1979. - С. 410.

3. Патент РФ №2343448 «Способ определения несущей способности и осадок грунтового основания и торфяной залежи». / Хрусталев Е.Н. и др. от 11.01.2007 г.

Способ определения деформации материальной среды под давлением, заключающийся в том, что определяют модуль Eo (МПа) общей деформации среды и модуль упругости Еупр (МПа), угол внутреннего трения структурированной среды и ее удельное сцепление Сстр (МПа), устанавливают величину внешнего давления p (МПа) на деформируемую среду, отличающийся тем, что при предварительно рассчитанных величинах гравитационного (бытового) давления на заданной глубине h исследования массива среды общую деформацию сжимаемой штампом материальной среды определяют по зависимости где Sстр (см) - упругая осадка среды, SH (см) - осадка среды с нарушенной структурой, В (см) - ширина плоского штампа, - диаметр круглого штампа, эквивалентного прямоугольному со стороной В, Fd (см2) - площадь круглого штампа, и - значения коэффициентов относительной поперечной деформации деформируемой среды в структурированном и нарушенном состоянии, определяемые по зависимости: в массиве среды как и в стенках вертикальной выработки - и в условиях компрессионного сжатия - и где и - прочностные параметры среды с нарушенной структурой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области «Физики материального контактного взаимодействия», конкретно к способу определения упругой и общей деформации сжимаемой материальной среды в массиве.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения деформаций и перемещений, и предназначено для измерения статических или плавно меняющихся перемещений.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. .

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в приборостроении и машиностроении для измерения деформации. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при ремонте автомобилей. .

Изобретение относится к контролю состояния, например, текстильных материалов при их взаимодействии с рабочими органами технологического оборудования. .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении деформаций и напряжений. .
Наверх