Способ определения резонансной частоты грунтовой плотины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ"У; Р 1" дОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ цК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-исследовательский сектор Всесоюзного ордена Ленина проектно-изыскательского и научно-исследовательского института Гидропроект им, С. Я. Жука (53) 627.82 (088,8)(54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЗОНАНСНОЙ ЧАСТОТЫ ГРУНТОВОЙ ПЛОТИНЫ, включающий регистрацию колебаний, спектральный анализ колебаний и определение по максимальной ординате спектра резонансной частоты, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности контроля за состоянием плотины в процессе ее возведения, зоны, примыкающие к свободным поверхностям плотины, предварительно покрывают быстротвердеющим раствором, затем в этих зонах перпендикулярно поверхностии п ри кладывают кратковременную динамическую нагрузку, замеряют вызванные ею свободные изгибные колебания, по вел ичи не которых о предел яют плотность грунта плотин ы.Изобретение относится к области исследовании грунтовой плотины, а именно к способам определения резонансной частоты грунтовой плотины.Известен способ определения резонансной частоты грунтовой плотины, включающий регистрацию колебаний, направленных перпендикулярно гребню плотины на осциллограмму с одновременной подачей на нее меток времени, спектральный анализ колебаний и определение по максимальной ординате спектра резонансной частоты 1.Недостаток этого технического решения заключается в том, что для сопоставления амплитуд колебаний грунтовой плотины необходимо одновременно записывать микро- сейсмические колебания в нескольких точках грунтовой плотины, что не только увеличивает трудоемкость работ, но и не позволяет локализовать определяемые характеристики, так как измеряемые величины осредняются по объему плотины. Кроме того, данный способ (при дополнительных грубых предположениях) позволяет оценить только толщину условного однородного слоя грунта и скорость распространения волн, но не позволяет оценить плотность грунта в теле плотины.Известен также способ определения резонансной частоты грунтовой плотины, включающий регистрацию колебаний, спектральный анализ колебаний и определение по максимальной ординате спектра резонансной частоты 2.Недостаток известного способа заключается в том, что возбуждают и регистрируют колебания всей грунтовой плотины, что не позволяет судить о резонансной частоте и плотности отдельных ее зон, и как следствие, снижается точность контроля состояния плотины в процессе ее возведения.Целью изобретения является обеспечение возможности контроля за состоянием плотины в процессе ее возведения,Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения резонансной частоты грунтовой плотины, включающему регистрацию колебаний, спектральный анализ колебаний и определение по максимальной ординате спектра резонансной частоты, зоны, примыкающие к свободным поверхностям плотины, предварительно покрывают быстротвердеющим раствором, затем в этих зонах перпендикулярно поверхности прикладывают кратковременную динамическую нагрузку, замеряют вызванные ею свободные изгибные колебания, по величине которых определяют плотность грунта плотины,Пример. В лотке с поперечным сечением 4 Х 4 м, длиной 70 м возводят песчаную насыпь высотой 3 м с заложением откоса т=3. Грунт насыпи уплотняют трамбованием до объемного веса 1,6 т/м. На поверхности грунта выделяют эксперимен дывают перпендикулярно поверхности для того, чтобы вызвать максимальный изгиб и, следовательно, амплитуду изгибных колебаний в зоне удара, Далее нагрузку прикладывают кратковременную, чтобы вызвать 25свободные колебания системы плита - грунт.Шарик последовательно сбрасывают над центром каждой из четырех сферических зон с рыхлым грунтом, выполненных в поверхностной зоне грунтовой насыпи. 30 5 10 15 20 35 40 45 50 55 тальную площадку размером 2)(2 м и на ней выполняют две пары сферических выемок диаметром 0,2 и 0,3 м. Каждую пару выемок засыпают более рыхлым грунтом с объемным весом у=1,40 и 1,50 т/м. Выровненную поверхность грунта покрывают быстротвердеющим раствором (раствором гипса) на площади 1,5)(1,5 м слоем 15 мм для того, чтобы оперативно быстро создать систему плита - грунт, которая могла бы существенно изменять свою резонансную частоту колебаний (частоту собственных колебаний) при создании более податливых (менее плотных) зон грунта на его поверхности, Вцентре слоя укладывают полиэтиленовую сетку с размером ячейки 20 Х 20 мм. После затвердевания раствора перпендикулярно поверхности образовавшегося покрытия прикладывают импульсную нагрузку - с высоты 0,5 м сбрасывают стальной шарик диаметром 8 мм, покрытый слоем резины толщиной 2)(2 мм. Нагрузку приклаС помощью пьезоэлектрических датчиков КРи системы усилитель ЬМ- запоминающий осциллограф фиксируют колебания системы плита - грунт. Для определения резонансной частоты системы плита - грунт выполняют регистрацию колебаний плотного грунта, спектральный анализ колебаний и определение по максимальной ординате спектра резонансной частоты системы, С помощью фильтра высокочастотные компоненты исключаются из состава сигнала, регистрируемого запоминающим осциллографом. При этом на экране прибора регистрируются, главным образом, низкочастотные изгибные колебания плиты с максимальной амплитудой над центром зоны рыхлого грунта: именно изгибные колебания четко реагируют (по частоте и амплитуде) на увеличение свободы перемещений плиты, связанной с меньшей плотностью грунта, Результаты экспериментов позволяют не только определить резонансную частоту системы плита - грунт (Ьр.=2,2 кГц), но и установить закономерное увеличение амплитуды и уменьшение резонансной частоты изгибных колебаний плиты с увеличением диаметра зоны рыхлого грунта и уменьшением его плотности. Экономический эффект от внедрения изобретения по сравнению с известным способом составит примерно 140 тыс, руб.