Способ исследования напряженнодеформируемого состояния грунтовогомассива
Союз Советскик
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
It АВТОИ:КОМУ Сви ЕТИЛЬСТВУ
Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет Опубликовано 1501.81. Бюллетень 89 2 Дата опубликования описания 15 .01 . 81 (53) УДК 624 .131..386 (088.8) (72) Автор изобретения Л. П . Загоруйко Государственный научно-исследовательский и проектный институт угольной промышленности "УкрНИИпроект" (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРУЕМОГО СОСТОЯ НИЯ ГРУНТОВОГО МАССИВА Изобретение относится к строительству, в частности к технике для исследования напряжений в грунтовом массиве, преимущественно в насыпных грунтах, возникающих под действием 5 природного давления и различных внешних нагрузок, и может быть использовано для исследования напряженно-деформируемого состояния массива при определении осадок машин и сооруже- >0 ний . Известен оптико-поляризационный способ определения напряжений в моделях,изготовленных из оптически акгивных материалов и последующего пе- )5 реложения результатов на грунтовый ьассив. Этот способ дает лишь качественную картину распределения статических напряжений (1) . Известен также способ исследова- Щ ния напряженно-деформируемого состояния грунтового массива, включающий бурение скважины, погружение в грунтовый массив измерительных приборов, измерение и регистрацию сжимающих 25 напряжений (21 . Измеренные приборами-датчиками давления сжимающие напряжения используются в инженерной практике как расчетные характеристики при опре- 3Q делении осадок грунтов под природной и внешней нагрузками достаточно обосновано, если в массиве действуют лишь статические сжимающие давления. Динамические же нагрузки, зафиксированные датчиками, учесть в расчетах осадок грунтов:так же, как статические невозможно, ввиду малой и непостоянной продолжительности силовых импульсов, по разному деформирующих грунты . Цель изобретения - повышение точности измерений путем обеспечения определения как статнческих,так и динамических напряжений . Укаэанная цель достигается тем, что в способе исследования напряженно-деформируе .oro состояния грунтового массива, включающем бурение скважины, погружение в грунтовый массив измерительных приборов, измерение и регистрацию сжимающих напряжений, в грунтовый массив погружают статический зонд с последующим измерением в отдельных интервалах лобового сопротивления и отбором проб из этих интервалов, затем производят компрессионное уплотнение отобранных проб под разными ступенями сжимающих давлений с последующим погружением в них 796306 того же статического зонда, и по результатам испытаний проб строят график зависимости удельного сопротивления о-. сжимающих давлений, а затем по результатам статического зондирования массива, с помощью укаэанного графика определяют суммарные сжимающие напряжения в разных точках по глубине массива. Для осуществления способа определения напряжений необходимо соблюдение следующих условий: плотность грунта в ««ассиве до воздействия нагрузки должна быть меньше. чем после нагружения. продолжительность действия нагрузки в массиве и в приборе должна быть согласована. размеры рабочего «5 цилиндра с образцом и зондирующего наконечника должны быть согласованы так, чтобы глубина зондирования была в 2-3 раза больше высоты конусного наконечника, а зона бокового давления,Щ от конуса, равная 2-2,5 диаметрам конуса не достигала стенок цилиндра или соседних зон зондирования, графики Q(g) должны строиться для испытаний однородного грунта, а при сложном строении массива для каждой разности грунта должен быть построен свой аналогичный график. Упругими деформациями мягких пород под средними статическими давлениями от внешней нагрузки (3-5 кгс/см ) можно пренебречь, при необходимости же учета их, следует вместо графиков Q(6) пользоваться заВисимостью« (б 6„) получаемой аналогичным способом, но при условии зондик«ования гоунта в поиборе при разных уплотняющих нагрузках (6 }, после частичной разгрузки до некоторого давления(6„„). На фиг. 1 -3 представлены соотве— ""òâåííî графики зависимостей удель- 4() ного сопротивления зондированию массива (q, кгс/см ) от глубины (Z,ì ); удельного сопротивления зондированию образца от сжимающих напряжений (б, загс/cM ) и эпюра распределения 45 эквивалентных сжимающих напряжений по глубине массива . Определяют эквивалентные сжимающие напряжения под бульдозером Д-384А с учетом природного давления грунта, при этом производят стати— ческое зондирование песчано-глинис ого отвала на месте прохода гусени— цы, на глубину активной зоны сжатия и по отдельным точкам строят график g(>) . Плошадь конусного наконечни — Ы ка 5 см ; угол конусности 30 2. о Прок одят компрессионно-зондировочные испытания грунта на образцах, отобранных здесь же из отвала, путем многократного повторения чередующихся операций на разных образцах по уплотнению грунта в одометре разными ступенями сжимающих напряжений (0,5-1,0 -2,0 — 3,0-4,0 кгс/см ) и статическому зондированию, через отверс- 5 тие в поршне одометра, таким же конусным наконечником, после каждой ступени и строят по отдельным точкам, отвечающим указанным ступеням нагрузки, график g(G) Определяют эквивалентные сжимающие напряжения от веса породы и машины на разных глубинах, польэуяаь графиками «)(б)и (2.), при этом для разных глубин находились значения q по графику с«(), а затем — соответствующие им значения б по графику с),(6), и строят искомый график (см . фиг . 3 Использование изобретения позволяет определять суммарный эффект уплотнения грунтов под действием различных комбинаций статических и динамических напряжений, действующих в массиве в разных направлениях, как под собственным весом грунта, так и под воэдейст— вием внешних нагрузок. Использование полученных результатов, как расчетных характеристик, позволяет более точно определять осадки грунтового массива и располагаемого на нем оборудования и сооружений . Способ более простой и доступный для масоовых исследова— ний, а также требует меньших затрат времени и средств. Формула изобретения Способ исследования напряженно-деформируемого состояния грунтового массива, включающий бурение скважины, погружение в грунтовый массив измерительных приборов, измерение и регистрацию сжимающих напряжения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений путем обеспечения определения как статических так и динамических напряжений, в грунт«овый массив погружают статический зонд с последующим измерением в отдельных интервалах лобового сопротивления и отбором проб иэ этих интервалов, затем производят компрессионное уплотнечие отобранных проб под разными ступенями сжимающих давлений с последующим погружением в них того же статического зонда,по реэуль— татам испытаний проб строят график зависимости удельного сопротивления от сжимающих давлений, а затем по результатам статического зондирования массива, с помощью укаэанного графика определяют суммарные сжимающие напряжения в разных точках по глубине массива. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 . Носов И . Д. Моделирование горных процессов и явлений. — "Метод фотоупругости". МИРГЕМ. M.,1965, с.65. 2. Баранов Д . C . .Измерительные приборы, методика и екоторые результаты исследован и распределения давлений в песчаном грунте. M., ЦНИИСК, 1959, вып . 7, с. 48, 796306 g,ХП(СН> l,0 /О Фиг. I,0 I,а 2,0 Puz. Ю Составитель В . Латушкин Техред Н.Fабурка Корректор Н.Швыдкая Редактор A . Лежнина 6 лю/с ГО Заказ 9 22/40 Тираж 704 Подпис ное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5 Филиал ППП "Патент, r . Ужгород, ул . Проектная, 4 J0 у,4Ю/д Т
