Способ контроля состояния водонасыщенного грунта при динамическом воздействии и устройство для его осуществления

(5)5 С 01 М 33/2 ПИСАНИЕ ИЗС) БРЕТ едова- эыскавязных .33-34,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Производственный и научно-иссгельский институт по инженернымниям в строительстве(56) Иванов Г,Л, Уплотнение малогрунтов взрывами, М,: Недра, 1983, сАвторское свидетельство СССРМ 1559291, кл. 6 01 ч 33/24, 1988.(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ВОДОНАСЫЩЕННОГО ГРУНТА ПРИ ДИНАМИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к контролю за состоянием грунтов, в частности к определению их устойчивости к разжижению при динамическом воздействии. Цель изобретения - повышение точности контроля в условиях, близких к естественному залеганию, В способе, заключающемся в воздействии на1626153 водонасыщенный грунт динамической нагрузкой, дополнительно в грунт динамическим воздействием вдавливают конус до состояния предельного равновесия, а момент разжижения грунта определяют по резкому уменьшению сопротивления грунта погружению конуса по сравнению с величиной предельного равновесия, Устройство, включающее стакан 1, размещенный на вибростоле, и приспособление для регистрации момента разжижения грунта. Последнее содержит конус 5, связанный нитью 6 с грузом Изобретение относится к контролю за состоянием грунтов и может быть использовано для определения устойчивости грунтов к разжижению при динамическом воздействии (сейсмическом, техногенном, вибрационном или импульсном), в условиях, близких к их естественному залеганию.Цель изобретения - повышение точности контроля в условиях, близких к естественному залеганию.На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг.2 - график зависимости сопротивления грунта погружению конуса (Р) во временипри динамическом воздействии,Устройство содержит стакан 1 для грунта 2, размещенный на вибростоле 3, штамп 4 с центральным отверстием для размещения металлического конуса 5, соединенного тонкой металлической нитью 6 с площадкой 7 для груза 8. Штамп 4 соединен с пневматическим нагрузочным приспособлением, состоящим иэ корпуса 9, поршня 10, установленного на штампе 4,резиновой мембраны 11 и источника давления,Последний содержит компрессор 12, соединенный с полостью корпуса 9 через буферную емкость 13 с вентилями 14 и 15.Перемещение конуса 5 фиксируют регистрирующим прибором - самописцем 16 с диаграммной лентой 17 и контактами 18 и 19 конечных выключателей в цепи управления работой пера самописца 16, Контакт 18 размыкается приспособлением 20 при падении конуса 5, а контакт 19 замыкается грузом 8 при достижении конуса 5 дна стакана 1.Отверстие в дне стакана 1, через которое пропущена нить 6, герметиэировано прокладкой 21.Съемная рама 22 фиксирует корпус 9 нагрузочного приспособления в стакане 1. Для сброса давления в пневматической системе служит вентиль 23, а для его измерения - манометр 24,8, и регистрирующий прибор с концевыми выключателями в цепи управления его работой, Конус 5 установлен в центральном от-. верстиии штампа 4, соединенного с пневматическим нагрузочным приспособлением. Перемещение конуса 5 регистрируется на диаграммной ленте 17 самописца 16. В момент разжижения происходит потеря грунтом прочности и падение конуса 5 на дно стакана 1, что фиксируется путем срабатывания контактов 18 и 19 концевых выключателей. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. Способ осуществляют следующим образом,Водонасыщенный грунт 2 в стакане 1размещают на вибростоле 3, устанавливаютна поверхности грунта штамп 4, связанныйс нагрузочным приспособлением,и конус 5,соединенный нитью 6 с площадкой 7 длягрузов 8,Нагружают грунт 2 статическим давлением, по величине равным природному, наглубине естественного залегания грунта,после стабилизации давления производятвдавливание конуса 5 в грунт путем установки грузов 8 на площадку 7. Погружение конуса 5 продолжается до некоторой глубины,когда скорость его погружения равна нулю,а сопротивление грунта погружению конусасоответствует определенному значению(состояние предельного равновесия).Затем грунт подвергают динамическому воздействию,в результате чего он теряетпрочность и разжижается, вследствие чегопроисходит резкое уменьшение сопротивления грунта погружению конуса 5, которыйпадает на дно стакана,Момент падения конуса 5 регистрируютпосредством раэмыкания и замыкания контактов 18 и 19 конечных выключателей вцепи управления работой самописца 16,Момент разжижения грунта определяют порезкому уменьшению сопротивления погружению конуса по сравнению с величинойего предельного равновесия,Зависимость между резким уменьшением сопротивления погружению конуса с одной стороны и разжижением грунта с другойполучена экспериментальным путем, Нафиг.2 приведен график, характеризующиймомент разжижения грунта при динамическом воздействии (в данном случае частотаколебаний 8 Гц амплитуда а 6 мм и нагрузка 0 0,15 кг/см ). Как видно из фиг.2 разжижение грунта соответствует моментувремени Ьтр = 2,5 с после приложения виб 5 10 15 20 25 30 35 40510 15 20 25 30 35 40 45 50 рационного воздействия, а сопротивлениепогружению конуса уменьшается в 50 раз.Устройство для реализации способа работает следующим образом.Стакан 1 размещают на вибростоле 3,заполняют его водонасыщенным грунтом 2и устанавливают на его поверхности перфорированный штамп 4, в центральное отверстие которого помещают конус 5,соединенный тонкой металлической нитью6 с площадкой 7 для установки грузов 8.Штамп 4 нагружают статической нагрузкой при помощи пневматическогонагрузочного способления. Для этого компрессору 12 при закрытом вентиле 11 иоткрытом вентиле 15 создают давлениесжатого воздуха в буферной емкости 13, которое фиксируют по манометру 24. Затемзакрывают вентиль 15, соединяющий компрессор 12 с буферной емкостью 13,и открывают вентиль 14, передавая давление черезмембрану 11 на поршень 10, который давитна штамп 4. Погружение конуса 5 в грунт 2осуществляют установкой грузов 8 на площадку 7. После остановки конуса 5 (придостижении состояния предельного равновесия) на грунт воздействуют динамическойнагрузкой, включая вибратор (не показан).Разжиженный под действием динамической нагрузки грунт теряет прочность ипод действием груза 8 резко падает на дностакана 1,в момент падения конуса 5 припомощи приспособления 20 размыкаютсяконтакты 18 первого конечного выключателя в цепи управления работой пера самописца 16, На диаграммной ленте 17 виднорезкое скачкообразное изменение линиизаписи, соответствующее моменту разжижения грунта (Лт),Когда конус 5 упадет на дно стакана 1,груз 8 замыкает контакты 19 второго конечного выключателя в цепи управления работой пера самописца 16. Линия записи приэтом скачкообразно вернется в положениезаписи до момента разжижения грунта, после чего вентилем 23 сбрасывают давлениев пневмосистеме, и опыт закончен.Использование изобретения позволяетполучить данные, необходимые для оценкиустойчивости грунтов к разжижению при динамическом воздействии в условиях, близких к их естественному залеганию. Формула изобретения 1. Способ контроля состояния водо- насыщенного грунта при динамическом воздействии, включающий размещение образца грунта в стакане на вибростоле, насыщение его водой, динамическое воздействие на образец и определение момента разжижения грунта, о тл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения точности контроля в условиях, близких к естественному залеганию, после насыщения грунта водой его нагружают статическим давлением, по величине равным природному, на глубине естественного залегания грунта и производят вдавливание конуса в грунт до состояния предельного равновесия с измерением сопротивления грунта погружению конуса, после чего осуществляют динамическое воздействие на грунт, а момент его разжижения определяют по резкому уменьшению сопротивления погружению конуса по сравнению с величиной предельного равновесия.2. Устройство для контроля состояния водонасыщенного грунта при динамическом воздействии, включающее стакан для размещения водонасыщенного грунта. установленный на вибростоле, и приспособление для регистрации момента раэжижения грунта, отл ича ющееся тем, что, с целью повышения точности контроля в условиях, близких к естественному залеганию, оно снабжено штампом с центральным отверстием и связанным с ним пневматическим нагруэочным приспособлением, а приспособление для регистрации момента разжижения грунта выполнено в виде металлического конуса, вершина которого соединена посредством тонкой металлической нити с грузом, и регистрирующего прибора с концевыми выключателями в цепи управления, причем конус размещен в центральном отверстии штампа, а связывающая его с грузом нить пропущена через отверстие в днище стакана с воэможностьювзаимодействия груза с контактами концевых выключателей.1626153 оставитель Г,Мартыноваехред М. Моргентал Коррек Патай дактор С.Патрушева оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 аз 274 Тираж 405 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5