Способ исследования напряженнодеформируемого состояния грунтовогомассива

Союз СаветскикСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОИЗОМУ Сви ЕТИЛЬС 3 У щ 796306(22) Заявлено 23,02. 79 (21) 2728760/29-33 с присоединенмем заявки ИУ -Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 1501.81. Бюллетень ЙЯ 2 Дата опубликования описания 15 . 01, 81(72) Автор изобретения Л. П. Загоруйко Государственный научно-исследовательский и проектныйинститут угольной промышленности "УкрНИИпроект"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 ний .Известен оптико-поляризационный способ определения напряжений в моделях,изготовленных из оптически акгивных материалов и последующего пе реложения результатов на грунтовый ьассив, Этот способ дает лишь качественную картину распределения статических напряжений 1 .Известен также способ исследова-20 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- щ делении осадок грунтов под природной и внешней нагрузками достаточно обосновано, если в массиве действуют лишь статические сжимающие давления. Динамические же нагрузки, эаФиксированные датчиками, учесть в расчетах осадок грунтовтак же, как статические невозможно, ввиду малой и непостоянной продолжительности силовых импульсов, по разному деформирующих грунтыЦель изобретения - повышение точности измерений путем обеспечения определения как статнческих,так и динамических напряжений .Укаэанная цель достигается тем, что в способе исследования напряженно-деформируе.ого 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 нихтого же статического зонда, и по результатам испытаний проб строят график зависимости удельного сопротивления от сжимающих давлений, а затемпо результатам статического зондирования массива, с помощью укаэанногографика определяют суммарные сжимающие напряжения в разных точках поглубине массива.Для осуществления способа определения напряжений необходимо соблюдение следующих условий; плотность грунта в ассиве до воздействия нагрузкидолжна быть меньше, чем после нагружения, продолжительность действиянагрузки в массиве и в приборе должнабыть согласована, размеры рабочего 5цилиндра с образцом и зондирующегонаконечника должны быть согласованытак, чтобы глубина зондирования былав 2-3 оаза больше высоты конусного наконечника, а зона бокового давления ,Щот конуса, равная 2-2,5 диаметрам конуса не достигала стенок цилиндра илисоседних зон зондирования граФики(б) должны строиться для испытаний однородного грунта, а при слож - дном строении массива для каждой разности грунта должен быть построенсвой аналогичный график.Упругими деформациями мягких породпод средними статическими давлениямиот внешней нагрузки (3-5 кгс/см )можно пренебречь, при необходимостиже учета их, следует вместо графиковс(б) пользоваться зависимостьюс),(б 6)получаемой аналогичным способом, нопри условии зондиоования гоунта впоибоое при разных уплотняющих нагрузках (6), после частичной разгрузкидо некоторого давления(6.),На Фиг. 1 -3 представлены соотвественно графики зависимостей удельного сопротивления зондированию массива (с кгс/см ) от глубины (Е,м);удельного сопротивления зондированиюобразца от сжимающих напряжений(б загс/см) и эпюра распределения45эквивалентных сжимающих напряженийпо глубине массива .Определяют эквивалентные сжимающие напряжения под бульдозеромДА с учетом природного давлениягрунта, при этом производят стати -ческое зондирование песчано-глинистого отвала на месте прохода гусени -цы, на глубину активной зоны сжатияи по отдельным точкам строят графикС , Плошадь конусного наконечни - 55ка 5 см ; угол конусности 302., оПрог одят компрессионно-зондировочные испытания грунта на образцах,отобранных здесь же из отвала, путеммногократного повторения чередующихся операций на разных образцах поуплотнению грунта в одометре разнымиступенями сжимающих напряжений(0,5-1,0 -2,0-3,0-4,0 кгс/см) и статическому зондированию, через отверс тие в поршне одометра, таким же конусным наконечником, после каждой ступени и строят по отдельным точкам, отвечающим указанным ступеням нагрузки, график С),(ЯОпределяют эквивалентные сжимающие напряжения от веса породы и машины на разных глубинах, польэуяаь графиками с)(6)и с),( 2.), при этом для разных глубин находились значения с по графику с. , а затем - соответствующие им значения б по графику с),(й , и строят искомый график (см, фиг. 3Использование 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 воздействием 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 исследований, а также требует меньших затрат времени и средств. Формула изобретенияСпособ исследования напряженно-деФормируемого состояния грунтовогомассива, включающий бурение скважины,погружение в грунтовый массив измерительных приборов, измерение и регистрацию сжимающих напряжения, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности измерений путемобеспечения определения как статических так и динамических напряжений,в грунтовый массив погружают статический зонд с последующим измерениемв отдельных интервалах лобового сопротивления и отбором проб иэ этихинтервалов, затем производят компрессионное уплотнечие отобранных пробпод разными ступенями сжимающих давлений с последующим погружением в нихтого же статического зонда,по реэуль -татам испытаний проб строят графикзависимости удельного сопротивленияот сжимающих давлений, а затем порезультатам статического зондированиямассива, с помощью укаэанного графика определяют суммарные сжимающиенапряжения в разных точках по глуби -не массива,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Носов И, Д. Моделирование горных процессов и явлений. - "етод фотоупругости", МИРГЕМ. М.,1965, с.65.2. Баранов Д . С, Измерительныеприборы, методика и "екоторые результаты исследований распределения давлений в песчаном грунте, М., ЦНИИСК,1959, вып . 7, с. 48,(,О Фиг. Р О 2,0 0 оставитель В. Латушкинехред Н,Еабурка Корректор Н.Швыдкая Реда кто ежни з 9 22/40 Тираж 704 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб д . 4/5