Способ моделирования напряженно-деформированного состояния грунтового массива

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК с С 01 Я 33/2 ИДЕТЕПЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт оснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова(56) Авторское свидетельство СССРУ 1087806, кл. С 01 М 19/00, 1983.Покровский Г.И, и др, Теорияи практика центробежного моделирования в горном деле, М.: Недра, 1979,с. 18-19,(54) СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ГРУНТОВОГО МАССИВА(57) Изобретение относится к области строительства, в частности к экспериментальному исследованию напряженно-деформированного состояниягрунтового массива методом моделирования. Изобретение позволяет моделировать различные технологическиепроцессы, а также сейсмические воздействия в массиве грунта. Это достигается тем, что предварительнонапряженное состояние формируют воздействием на модельный материал равномерным или, в случае моделирования сейсмических воздействий, переменным по интенсивности магнитнымполем в заданном режиме. Моделирование осуществляют с соблюдениемкритериев динамического подобия,причем модельный материал готовят путем смешения грунта с дисперсныммагнитно-мягким материалом, идентичным по гранулометрическому составу с грунтом, 2 з.п, ф-лы.Изобретение относится к строительству, в частности к экспериментальному исследованию напряженнодеформированного состояния грунтового массива,Цель изобретения - расширениедиапазона исследований путем моделирования технологических процессов,а также вертикальной составляющейсейсмического воздействия в массивегрунта,Способ моделирования напряженнодеформированного состояния осуществляют следующим образом.Выбирается масштаб моделированияисходя из технических характеристикмодельной установки и моделируемогогрунтового массива.1Готовят модельный материал путемсмешивания грунта и дисперсногомагнитно-мягкого материала, например ферромагнитного порошка с малойкоэрцитивной силой, идентичного погранулометрическому составу с грунтом. Полученную смесь засыпают в модельный лоток, выполненный из немагнитных материалов. При необходимостиобеспечивают требуемую плотность модельного материала при помощи известных методов. Лоток размещают наустановке, оснащенной электромагнитом с сердечником, блоком питанияи измерительными приборами для регистрации параметров магнитного поляи перемещений модельной среды. Установку включают,и под воздействиеммагнитного поля в модельном материале формируется предварительно напряженное состояние с соблюдениемкритериев динамического подобия.При, этом в предварительном экспериментеопределяют зависимость увеличениявеса модельного материала в магнитном поле, т,е. отношения м /нащотего напряженности при выполнении равенства углов внутреннего трения исцепления модельного материала имодулируемого грунта (где м (- отношение удельного веса модельногоматериала к удельному весу грунтанатуры).Магнитное поле, воздействующеена модельный материал, является равномерным по интенсивности, или вслучае моделирования вертикальнойсоставляющей сейсмического воздействия в массиве грунта переменным поинтенсивности в заданном режиме. После формирования предварительно напряженного состояния проводятиспытания, включающие моделированиетехнологических процессов, напримеркнопку котлована, проходку выработки, моделирование несущей способности сваи, анкера или кагеля на вырывающую нагрузку и т.п.Примером конкретного выполнения 1 О способа является моделирование несущей способности нагеля на вырывающую нагрузку.Модельный материал готовят из смеси грунта с дисперсным порошком из 15 электротехнической стали с малойкоэрцитивной силой. Модель нагелявыполнялась из дерева.При принятом масштабе.моделирования 1;8, который определялся от ношением ,напряженность магнитного поля, при которой обеспечивалось формирование натурного предварительно напряжейного состояния,составляла 64 Э.25 Модельный материал укладывали влоток, размещавшийся на установке,и подвергали воздействию магнитногополя указанной напряженности. Далеев модельный материал внедряли мо дель нагеля, к которому прикладывалиувеличивающуюся нагрузку до его вырывания.Пересчет предельной несущей способности нагеля (Рм ), полученнойпри моделировании, на натурные условия (Р) осуществляли по известной формуле40где п = м/и,При глубине заделки нагеля в натуре, равной 1,3 м эта нагрузкасоставляет 0,95 кН,Применение данного способа расширяет диапазон решаемых задач с болеедостоверным определением напряженнодеформированного состояния среды,что обеспечит прогнозирование особенностей условий работы проектируемых инженерных сооружений.Формула изобретения55 1. Способ моделирования напряженно-деформированного состояния грунтового массива, включающий засыпку модельного материала в лоток уста1276985 Составитель Г. МартыноваРедактор В. Ковтун Техред М,Ходанич Корректор С. Шекмар Заказ 6660/36 Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 новки, формирование предварительнонапряженного состояния с соблюдением критериев динамического подобияи проведение испытаний, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения диапазона исследованийпутем моделирования технологическихпроцессов в массиве грунта, предварительно напряженное состояние формируют воздействием на модельный материал магнитным полем, амодельный материал готовят путем смешения грунта с дисперсным магнитно-мягким материалом,42. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что предварительнонапряженное состояние формируют воздействием на модельный материал равномерным магнитным полем заданнойинтенсивности.3. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью моделирования вертикальной составляю щей сейсмических воздействий на массив грунта, предварительно напряженное состояние формируют воздействием на модельный материал магнитным полем, переменным по интенсив ности в заданном режиме.