Устройство для моделирования динамических характеристик забивных свай Советский патент 1983 года по МПК E02D13/06 

i

00

а 1 Изобретение относится к строительству и предназначено для определения несущей способности забивных свай по грунту и по ее материалу. Известно устройство для моделирования динамических характеристик забивных свай, включающее станину с моделью сваи и измерительное приспособление ll. Недостатком данного устройства является низкая точность оценки динамических характеристик сваи. Наиболее близким техническим реше нием к изобретению является .устройство для моделирования динамических характеристик забивных свай, включаю щее основание, раму, направляющее приспобление с колодками для размещения в нем модели сваи с гидроцилин ром и пружиной, ограничитель опускания модели сваи с пружиной, молот и измерительное приспособление L2J, Недостаток известного устройства заключается в низкой точности опреде ления величины погружения, свай из-за учета вязкого и упругого сопротивления грунта только в ее нижней части и силы трения с помощью одной колодк Модель сваи, рассматриваемая как твердое тело, не позволяет оценить напряженно-деформированное состояние сваи, т.е. такие динамические ха рактеристики как, например, напряжение, деформацию, скорость и ускорени в отдельных точках и сечениях сваи, что приводит к неправильной оценке при проектировании реальной конструк ции сваи. Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона исследований. Цель достигается тем, что устройство для моделирования динамических характеристик забивных свай, включаю щее основание, раму, направляющее приспособление с колодками для разме щения в нем модели сваи с гидроцилин ром и пружиной, ограничитель опускания модели сваи с пружиной, молот и измерительное приспособление, снабже но дроссельной системой, направляю щими роликами плоскими элементами и дополнительными обжимающими колодками и гидроцилиндрами с пружинами, направляющее приспособление выполнен в виде вертикальных стоек, в верхней части которых установлена рама с молотом, а модель сваи выполнена из че 6г редующихся гидроцилиндров и плоских элементов, направляющие ролики закреплены на плоских элементах и гидроцилиндрах с возможностью перемещения в стойках, -при этом дроссельная система соединена с составляющими модель сваи и колодками. На чертеже изображено устройство, общий вид. Устройство состоит из направляющих стоек 1 с рамой 2, в которых установлена модель сваи 3 с направляющими роликами . Модель сваи 3 выполнена из чередующихся плоских элементов 5 и гидроцилиндров 6 с поршнем 7 и регулируемым упругим элементом 8. Для ее регулирования гидроцилиндр оснащен накидной гайкой 9 с упорами 10. Каждый гидроцилиндр 6 снабжен регулируемым дросселем 11. Каждый элемент 3 снабжен обжимающими колодками 12. Колодки закреплены в направляющих стойках 2. Каждая колодка снабжена регулятором обжима 13. На модели сваи над рамой смонтирован молот 14. Под моделью сваи на фундаменте размещен ограничитель 15 ее опускания, между которым установлена пружина 16. На каждом элементе 3 установлена регистрируемая аппаратура 17. Модель сваи фиксируется в направляющих стойках 1 с помощью стопорного устройства 18 и фиксаторов 1. Стойки 1 и ограничитель 15 закреплены на основании 20. Устройство работает следующим образом. Ударное воздействие молота I через верхний элемент сваи 3, который перемещается по роликам k, преодолевая силу Т(эения между колодками 12, которые обеспечивают требуемое сопротивление трения по боковой поверхности, и элементом сваи, передается на поршень 7 Поршень 7 перемещается со скоростью, соответству ющей силе воздействия, преодолевая противодействие сжимаемой пружины 8| которая обеспечивает упругое сопротивление грунта по боковой поверх ности сваи 3 и деформирование ствола сваи, и жидкости, которая перетекает по регулируемому дросселю 11, обеспечивая вязкое сопротивление грунта. Часть энергии удара через оставшуюся под поршнем 7 жидкость и и пружину 8 передается к промежуточному элементу сваи J, который, преодолевая силу трения между колодками 12, обеспечивающими сопротивле3ние трения по боковой поверхност, и элементом сваи, перемещается по роликам k вниз, воздействуя на поршень 7 гидроцилиндра 6. Поршень 7 перемещается, преодолевая противодействие сжимаемой пружины 8, которая обеспечивает требуемое упругое сопротивление грунта по боковой поверхности сваи и деформирование ств ла сваи, и жидкости, которая обеспечивает требуемое вязкое сопротивл ние грунта по боковой поверхности сваи 3. Часть энергии передается к нижнему элементу сваи 3, который, преодолевая силу трения между колод ками 12, обеспечивающими требуемое сопротивление трения грунта по боковой поверхности и острию сваи 3, воздействует на поршень 7. Поршень 7 перемещается вниз, преодолевая со противление сжимаемой пружины 8, которая обеспечивает упругое сопротивление грунта по боковой повер ности и острию сваи 3, и жидкости, которая обеспечивает требуемое вязкое сопротивление по боковой поверх ности и острию сваи. Оставшаяся част энергии передается на пружину 16, по мере сжатия которой возрастает лобовое сопротивление перемещению модели сваи. Вся модель перемещается вниз, что имиtиpyeт отказ сваи. Когда усилие в пружине 16 превысит усилие воз действия, модель сваи начнет двигать ся вверх и зафиксируется в своем пер воначальном состоянии с помощью стопорного устройства 18 и фиксаторов 19. В промежутке времени процесса ударного воздействия фиксируется перемещение отдельных элементов сваи 3с помощью регистрационной аппаратуры 17, что дает информацию о дина)мических параметрах отдельных частей сваи во время удара. При последующем ударе возможно регулирование упругого сопротивления грунта и сжатие ствола сваи с помощью накидной гайки 9, вязкого сопротивления посредством регулируемого дросселя 1-1 864 и силы трения с помощью регулятора обжима 13. Такое регулирование учитывает изменение сопротивления грун- . та по мере погружения сваи. Предложенное устройство по сравнению с известным обеспечивает повышение точности определения величины погружения сваи при ударе молота по свае. Это достигается тем, что конструкция модели сваи выполнена в виде элементов сваи и расположенными ;под ними гидроцилиндрами с поршнем. |разбивка сваи нанесколько элементов дает им возможность перемещаться друг относительно друга, что имити1рует волновой характер передачи Знергии удара в теле сваи. Наличие нескольких гидроцилиндров и колодок позволяет учесть распределение бокового сопротивления грунта вдоль ствола сваи. Гидроцилиндры Лод каждым элементом свай позволяют учесть распределение вязкого и упругого сопротивления грунта. Регулирование распределения вязкого сопротивления грунта достигается регулируемым дросселем, а упругого сопротивления - накидной гайкой. Наличие колодок на каждом элементе позволяет учесть распределение сопротивления трения грунта. Регулирование сопротивления трения грунта достигается с помощью регулятора обжима С помощью регулятора обжима колодки, накидной гайки и регулируемого дросселя возможно также изменение распределения сопротивления грунта по мере погружения сваи. С помощью накидной гайки возмож но регулирование сжатия ствола сваи. Представление модели сваи в виде нескольких элементов дает возможность с помощью регистрирующей аппаратуры, которая располагается на каждом элементе сваи, получить их относительные смещения ( положительные и отрицателыные) за время удара,что дает информацию о-Деформацияхствола сваи, а следовательно, и напряжениях в различных сечениях сваи.

Г

в

Ъ

УСТРОЙСТВО для МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТ1Ж ЗАБИВНЫХ СВАЙ, BjcnraMarauiee основание, раму, направляющее приспособление с колодками для размещения в нем модели сваи с гидроцилиндром и пружиной, ограничитель опускания модели сбай с пружиной, молот и измерительное приспособление, отличающееся тем, что, с целью, повышения точности и расширения диапазона исследования, устройство снабжено дроссельной системой, направляющими роликами, плоскими элементами и дополнительными обжимающими колодками и гидроцилкндрами с пружинами, направляющее приспособление KJполнено в виде вертикальных стоек, в верхней части которых установлена рама с молотом, а модель сваи выполнена из чередующихся гидроцилиндров .и плоских элементов, направляющие р олики закреплеi ны на плоских элементах и гидроцилиндрах с возможностью перемещения (Л в стойках, при этом дроссельная система соединена с составляющими модель сваи и колодками.