Стенд для моделирования напряженно-деформированного состояния грунтовых оснований

СОЮЗ СОВЕТСКИХ,СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Р 1 /02 , С 0 1 Н 50 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 041/31-36 87. 89. Бюл градский 1 р 2 нженерно-стро нститут ронин, В.Н.Морозов(30), ейхан (10) и В.С.Прокоп 131 (088.8рское свид кл. Е 02 в Н.Н Си тоды опред ических св издат, 197 етельство СССР 0 /00, 1980, пидин В.П. Совре еления характери иств гр с. 10(57)тель оян тов ннь Ст ля мо делирования напряженного состояния грунсодержит цилиндричесполненный грунтом,ленную в верхней часвым соединением,ленный на грунт в отЦилиндрический ломи ан новании ий ток 2,ка 1рышку и лот штампверститок устакрышк снабжен внуми кольцевымными по егоБцевые ячейк енними гориэон тальнь ребрами 4, устаысоте и обраэующиКрышка с внутми ко(56) Авто9 939641Сидо роменные метик механ СТЕНД ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ НАПРЯ-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯОВЫХ ОСНОВАНИЙИзобретение относится к строитву и предназначено для изучеапряженно-деформированного сося грунтовых оснований фундаменданий и сооружений. Целью изобия является расширение имитах возможностей стенда путем заИзобретение относится к строительству и предназначено для изучения напряженно-деформированного состояния грунтовых оснований фундамен тов зданий и сооружений.Целью изобретения является расширение имитационных возможностей стен да путем задания сложных комбинаций деформации модели основания.На фиг.1 изображен стенд, общий вид, разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1,дания сложных комбинаций деформациимодели основания. Стенд для моделирования напряженно-деформированногосостояния грунтовых оснований содер"жит цилиндрический лоток, крышку сцентральным отверстием, в которомразмещен поршень, приспособления длясозданияи измерения горизонтальных,вертикальных деформаций, соединенныес источниками и измерителями давления. При этом цилиндрический лотокснабжен внутренними горизонтальнымикольцевыми ребрами, образующими кольцевые ячейки, в которых размещеноприсйособление для создания и измерения горизонтальных деформаций, выполненное в виде кольцевых эластич- фных камер с П-образными покрышками.Крышка снабжена кольцевыми вертикальными и парасакаиними их радиальнымиСребрами, образующими секторные ячейки, в которых размещено приспособле- Бние для создания и измерения вертикальной деформации, выполненное в ви-.де секторных эластичных камер с сегментообраэными покрышкамп. 2 ил.234 люмометрах 14 и 23. з14830 ренней стороны снабжена кольцевыми вертикальными 5 и пересекающими их радиальными ребрами 6, образующими секторные ячейки.Приспособление для создания и измерения горизонтальной деформации выполнено в виде кольцевых эластичных камер 7 с П-образными покрьппками 8, каждая из которых размещена в кольце вых ячейках лотка. Одни кольцевые эластичные камеры 7 соединены с источником 9 давления с помощью штуцеров 10, пропущенных через отверстия в стенке лотка 1,трубопроводов 11 и 15 разводящего трубопровода 12, Другие кольцевые эластичные камеры 7 посредством трубопроводов соединены с измерителями давления, которые включают образцовые манометры 13 и волю мометры 14, соединенные между собой и с разводящими трубопроводами 12. Волюмометры 14 соединены с резервным бачком 15 трубопроводом 16. Резервный бачок 15 снабжен манометром 17. 25Приспособление для создания и из- . мерения вертикальной деформации выполнено в виде секторных эластичных камер 18 с сегментообраэными покрьппками 19. При этом каждая из секторных 30 эластичных камер размещена в соответствующих секторных ячейках крьппки 2 концентрично относительно поршня.Одни секторные эластичные камеры 18 соединены с источником 9 гидроста тического давления с помощью штуцеров 20, пропущенных через отверстия в крьппке,трубопроводов 21 и разводящего трубопровода 12.Другие секторные эластичные каме ры 18 посредством трубопроводов 21 соединены с измерителями давления, которые включают образцовые манометры 22 и волюмометры 23, соединенные между собой и с разводящим трубопро водом 12. Волюмометры 23 соединены с резервным бачком 15.Стенд снабжен трубопроводом 24, прогибомерами 25, установленными на раме 26, и струной 27, соединяющей штамп 3 с прогибомерами 25.Стенд работает следующим образом,Заполняют кольцевые эластичные камеры 7 рабочей жидкостью из резер-, вуара бачка 15. Воздух из источника 9 давления по разводящему трубопроводу 12 подают в резервный бачок 15 и создают в нем избыточное давление, под действием которого жидкость из резервного бачка 15 поступает в волюмометры 14. После достижения уровнемжидкости в волюмометрах 14 нулевой отметки краны закрывают.Производят заполнение лотка грунтом. Монтируют крышку 2, которую крепят к лотку 1 болтовым соединением. К штуцерам 20 подсоединяют трубопроводы 2 1, Открывают краны и жидкость из резервного бачка 15 по трубопроводам 24 и 21 поступает в камеры 18,Затем воздух из источника 9 давления по разводящему трубопроводу 12 попадает в резервный бачок 15, создавая в нем избыточное давление, Нод действием этого давления жидкость поступает в волюмометры 23, и при достижении уровнем жидкости нулевой отметки краны закрывают, Манометр 17 служит для контроля давления, подаваемого в резервный бачок 15. Далее производят вакуумирование жидкости в трубопроводах, в камерах 7 и 18 и воВ отверстие крьппки 2 на поверхность грунта устанавливают штамп 3,На раме 26 крепят два прогибомера 25, которые соединяют струнами 27 со штампом 3. Стенд подготовлен к испытанию.Дальнейшее погружение грунта в лотке зависит от целей моделирования н яженно-деформированного состояния рунтового основания. Грунту в лотке по его вертикальной граничной поверхности могут. быть заданы как горизонтальные напряжения, так и деформации, причем переменные по глубине. По горизонтальной верхней граничной поверхности грунта также могут быть заданы как напряжения, так и перемещения и, что очень существенно, различные в пределах горизонтальной граничной поверхности лотка 1.Работа стенда при задании деформации по различным граничым поверхностям состоит в следующем, Давление газа в волюмометрах 14 передают на жидкость и по трубопроводам 11 и штуцерам 10 распространяют на кольцевые эластичные камеры 7, которые, расширяясь в направлении грунта, уплотняют его. Давление от камер 7 передается на П-образные покрьппки 8, которые имеют возможность скольжения по ребрам 4, в результате чего давление от кольцевых эластичных камер пе14 редается на грунт. Деформацни грунта вызывают увеличение объема кольцевых камер 7, которое фиксируют волюмометрами 14. По начальным геометрическим размерам П-образных покрышек (длине окружности и ширине) и изменению объема жидкости в волюмометрах 14 вычисляют радиальное перемещение грунта.Приложение вертикальных нормальных напряжений к горизонтальной поверх-ности грунта производят как нагружением штампа 3,так и созданием гидро- статического давления в секторных эластичных камерах 18. В случае задания грунту вертикальных нормальных напряжений, одинаковых в пределах площади крышки 2, давление газа в волюмометрах 23 передается на жидкость по трубопроводам 21 и распространяется в секторные эластичные камеры 1 8. Камеры 18 могут расширяться только вертикально вниз, так как с трех других сторон каждая из них ограничена крышкой 2, радиальными 6 и кольцевыми 5 ребрами.Давление от камер 18 передается на сегментообразные покрышки, а от последних на грунт. Деформацию грунта - вызывает увеличение объема секторных камер 18, который фиксируют вопюмометрами 23, По размерам в плане каждой секторной камеры 18 и изменению ее объема в процессе увеличения давления вычисляют среднее перемещение грунта в пределах каждой камеры. 83023 6Формула и э о бретенияСтенд для моделирования напряженно-деформированного состояния грунтовых оснований, содержащий цилиндрический лоток для размещения в неммодели основания, крышку с центральным отверстием, в котором размещенпоршень, и приспособление для созда ния и измерения горизонтальной деформации, соединенное с источником и измерителем давления, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью расширения имитационных возможностей стенда 15 путем задания сложных комбинаций деформации модели основания, стендснабжен приспособлением для созданияи измерения вертикальной деформации,соединенным с источником и измерите лем давления, цилиндрический лоток -.внутренними горизонтальными кольцевыми ребрами, образующими кольцевыеячейки, а крышка - кольцевыми вертикальными и пересекающими их радиаль ными ребрами, образующими секторныеячейки, при этом приспособление длясоздания и измерения горизонтапьныхдеформаций выполнено в виде кольцевых эластичных камер с П-образными ЭО покрышками, каждая из которых размещена в кольцевых ячейках, а приспособление для создания и измерениявертикальной деформации - в виде секторных эластичных камер с сегментоЭ 5 образными покрышками, каждая иэ которых размещена в секторных ячейкахкрышки концентрично относительнопоршня.1483023 Составитель Л.ТронинаРедактор М.Бандура Техред А.Кравчук Корректор Э.Лончакон иэводственно-иэдательский комбинат Патент", г.уж ул . Гагарина, 101 Закаэ 2791/25 Тираж 589 ВНИИПИ Государственного комитета 113035, Москва, ЖПодписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ СССР5, Раушская наб., д. 4/5