СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОДАТЛИВОСТИ ГРУНТА Российский патент 2011 года по МПК G01N3/00 

Изобретение относится к области строительно-дорожного машиностроения для определения физико-механических характеристик грунта, в частности для определения податливости грунта, имеющего низкую и среднюю плотность.

Известен способ для исследования взаимодействия гусеничного трака с грунтом, реализованный в устройстве (авторское свидетельство СССР №696333, МКИ G01M 17/00, опубликованное 05.11.79). Способ заключается в нагружении слоя почвогрунта через исследуемый трак вертикальной нагрузкой при помощи гидроцилиндра и нагружении горизонтальной нагрузкой (после заглубления трака) посредством движения трактора.

Недостатками данного способа являются, во-первых, разница во времени приложения вертикальной и горизонтальной силы к траку, что приводит к ее неравномерности в момент трогания трактора с места и погрешностям в измерении. В реальных условиях указанные силы со стороны трака гусеничной машины действуют одновременно. Во-вторых, не происходит образования грунтового кирпича, что влечет за собой снижение горизонтальной (касательной или сдвиговой) силы при испытаниях по сравнению с аналогичными условиями в реальности. Данный способ не позволяет получить расчетной зависимости упругих характеристик грунта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способу является способ для исследования взаимодействия гусеничного трака с грунтом, реализованный в устройстве (авторское свидетельство СССР №1418594, МКИ G01M 17/00, опубликованное 23.08.88). Способ реализуется при помощи заявленного устройства через нагружение слоя почвогрунта через тензометрический трак нормальной вертикальной и касательной нагрузками, создаваемыми гидроцилиндрами, а именно шток гидроцилиндра воздействует на трак усилием, соответствующим вертикальной на него в работающей на транспортном средстве гусенице. При заглублении трака в грунт устройство с помощью трактора перемещается относительно грунта, при этом горизонтальная реакция стремится опрокинуть короб, который через направляющие ролики воздействует на тензометрические тяги, растягивая их. Величина горизонтальной реакции грунта определяется как разность растягивающих усилий на нижних и верхних тягах. После протягивания трака на определенное расстояние происходит выглубление его из грунта с помощью силового гидроцилиндра, затем цикл повторяется.

Недостатками данного способа являются искажение достоверной информации, т.к. дополнительные грунтозацепы находятся на разных расстояниях от основного грунтозацепа, внедряющегося в грунт, что влечет за собой формирование неравномерных грунтовых кирпичей, а также расположение дополнительных грунтозацепов и внедряющегося между ними основного грунтозацепа противоречит реальной картине движения гусеничного трактора, т.к. заглубляемый грунтозацеп не может находиться между двумя уже погруженными в слой почвогрунта грунтозацепами, что приводит к увеличению давления со стороны горизонтального нагружающего гидроцилиндра, что в свою очередь приводит к повышению нагрузок по сравнению с реальными условиями.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение достоверности информации о упругих свойствах грунта, а именно о податливости грунта.

Поставленная задача для решения технического результата достигается тем, что в способе определения податливости грунта, включающем нагружение слоя грунта траками гусеничного трактора, согласно изобретению вначале нагружают слой грунта непосредственно траками неподвижно зафиксированного посредством силоизмерительного устройства гусеничного трактора с гидромеханической трансмиссией, плавно увеличивают нагрузку, при помощи силоизмерительного устройства регистрируют значения касательного усилия грунтозацепа трака на грунт, при этом измеряют деформацию грунта, соответствующую перемещению нижнего трака гусеницы, строят график зависимости деформации грунта от усилия грунтозацепа трака на грунт, и по точке излома прямой графика зависимости определяют предельное касательное усилие грунтозацепа трака на грунт , при котором еще не происходит срыв грунта и соответствующую ему предельную упругую деформацию сдвига грунта Н^пред, а податливость определяют из соотношения

На фиг.1 - схема осуществления способа; на фиг.2 - график зависимости деформации грунта от касательного усилия грунтозацепа трака на грунт.

Данный способ позволяет определить податливость грунта и предел касательного усилия, при котором еще сохраняются упругие свойства грунта (до срыва грунта).

Способ реализуется следующим образом.

Трактор с гидромеханической трансмиссией через силоизмерительное устройство жестко фиксируют на участке исследуемого грунта. Гидромеханическая трансмиссия позволяет получить ступенчатую нагрузку плавно без срыва грунта. Нагрузку задают плавно при помощи акселератора и фиксируют силоизмерительным устройством в пределах от 3 до 34 кН, т.е. с нагрузки, соответствующей цене деления силоизмерительного устройства, до нагрузки, соответствующей моменту срыва грунта, одновременно измеряют деформацию грунта от действия касательного усилия грунтозацепа трака на грунт, соответствующую перемещению нижнего трака гусеницы. При этом фиксируемая посредством силоизмерительного устройства нагрузка равна касательному усилию грунтозацепа трака на грунт на основе законов статики. На основании полученных данных строят график зависимости деформации грунта от касательного усилия грунтозацепа трака на грунт (фиг.2), и по точке излома прямой графика зависимости определяют предельное касательное усилие грунтозацепа трака на грунт , при котором еще не происходит срыв грунта, и соответствующую ему предельную упругую деформацию сдвига грунта Н^пред=4,5 мм, полученная предельная деформация грунта пересчитывается в линейную податливость:

Предложенный способ позволяет повысить достоверность информации.

Изобретение относится к области строительно-дорожного машиностроения для определения физико-механических характеристик грунта. Сущность: нагружают слой грунта непосредственно траками неподвижно зафиксированного посредством силоизмерительного устройства гусеничного трактора с гидромеханической трансмиссией. Плавно увеличивают нагрузку. При помощи силоизмерительного устройства регистрируют значения касательного усилия грунтозацепа трака на грунт. Измеряют деформацию грунта, соответствующую перемещению нижнего трака гусеницы. Строят график зависимости деформации грунта от касательного усилия грунтозацепа трака на грунт, и по точке излома прямой графика зависимости определяют предельное касательное усилие грунтозацепа трака на грунт, при котором еще не происходит срыв грунта, и соответствующую ему предельную упругую деформацию сдвига грунта, а податливость определяют из соотношения, приведенного в описании. Технический результат: повышение достоверности информации о упругих свойствах грунта, а именно о податливости грунта. 2 ил.

Способ определения податливости грунта, включающий нагружение слоя грунта траками гусеничного трактора, отличающийся тем, что вначале нагружают слой грунта непосредственно траками неподвижно зафиксированного посредством силоизмерительного устройства гусеничного трактора с гидромеханической трансмиссией, плавно увеличивают нагрузку, при помощи силоизмерительного устройства регистрируют значения касательного усилия грунтозацепа трака на грунт, при этом измеряют деформацию грунта, соответствующую перемещению нижнего трака гусеницы, строят график зависимости деформации грунта от касательного усилия грунтозацепа трака на грунт, и по точке излома прямой графика зависимости определяют предельное касательное усилие грунтозацепа трака на грунт , при котором еще не происходит срыв грунта, и соответствующую ему предельную упругую деформацию сдвига грунта Н^пред, а податливость определяют из соотношения .