Модель грунтового основания Советский патент 1985 года по МПК E02D1/02 

Изобретение относится к строитель ству, в частности к исследованию свойств грунтового основания на моделях . Известно устройство для ,моделироЬания грунтового основания, включающее упругие опорные элементы .1. Недостаток этого устройства заключается в том, что позволяет моделировать ограниченную по глубине и простиранию зону деформации основания.Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является модель грунтового основания., включающая раму, поярусно расположенные шар нирно соединенные между собой распре делительные элементы и упругие элементы сжатия С2, Недостаток известного устройства заключается в том, что оно не позволяет моделировать ограниченную по простиранию зону деформации основания. Цель изобретения - повышение точности моделирования за счет уточнения зоны дефор1«1рования поверхности основания. Цель достигается тем, что в модели грунтового основания, включающей раму, поярусно расположенные шарнирно соединенные между собой распределительные элементы и упругие элементы сжатия, распределительные элементы расположены в шахматном порядке, соединение распределительных элементов выполнено в виде штока с балкой в нижней части и консолью в верх ней, один из шарниров распределительных элементов неподвижно установ лен на балке штока, а второй - с возможностью горизонтального перемещения между балкой и консолью, при чем шток установлен с возможностью вертикального перемещения, а балка штока шарнирно соединена с упругим элементом сжатия.. На чертеже изображена модель грунтового основания, общий вид. Модель грунтового основания состоит из распределительных элементов 1, установленных горизонтально в несколько ярусов, с шарнирами 2 на кон цах , соединенных между собой с помощью штока 3, имеющего в нижней части балку 4 и в верхней части консоль 5. Причем один из шарниров 2 каждого распределительного элемента J .уста1592новлен на катках 6 между балкой 4 и консолью 5 с возможностью Перемещения в горизонтальной плоскости, каждая балка 4 соединена с упругим эле ментом 7 сжатия шарниром 8, а упругадй элемент 7 сжатия соединен с распределительным элементом 1 нижележащего яруса шарниром 9. Вся система распределительных элементов 1 и штоков 3 установлена на раме 10. Жесткость упругих элементов 7 сжатия .С- принимают переменной, как по вертикали, так и по простиранию каждого яруса, что позволяет моделировать неоднородность реальных грунтов как по глубине, так и по простиранию. Работа модели рассмотрена на примере загружения основания сжимающей сосредоточнной силой f. Под действием силы Р сжимается через шток 3 один упругий элемент 7 сжатия верхнего яруса и передает через лежащий под ним распределительный элемент I нагрузку на два упругих элемента 7 сжатия второго яруса. В свою очередь эти элементы, опираясь на два соседних распределительных элемента 1, передают нагрузку на три упругих элемента 7 сжатия третьего яруса и т.д. Это приводит к тому, что только часть упругих элементов 7 модели оказывается сжатой. В то же время распределительные элементы , опирающиеся через шток 3 хотя бы на один сжатый упругий элемент 7, перемещаются по направлению нагрузки и свободно поворачиваются. Поэтому ненагруженные упругие элементы 7, опирающиеся на смещенные распределит,ельные элементы 1 , получают вертикальные перемещения. Таким образом, вертикальные перемещения получают все нагруженные упругие элементы 7 и некоторая часть ненагруженных упругих элементов 7, что вызывает вертиг кальные перемещения поверхности модели шириной г за пределами силы Р. . Ширина зоны деформирования поверхности основания 1 за пределами области нагружения не зависит от характера внешней нагрузки и определяется зависимостью Г Лп(II. где Л - шаг податливых элeмeнtoв сжатия;. П - количество; ярусов модели. Количество ярусов модели h и жесткости упругих элементов сжатия С; каждого яруса принимают из условия соответствия вертикальных перемещений точек модели реальным грунтовым условиям. Число ярусов принимают с использованием формулы (1 ), а для назначения жесткостей С используют зависимости, получаемые из рассмотрения загружения модели вертикально сосредоточенной силой Р, Например, дпя пятиярусной модели получено 0 |сДIc 8§; ) Г .5 О, где - вертикальные перемещения точек модели. Зависимости для перемещений точек модели с меньшим числом ярусов получаются из формул (2) при постановке в них С . После подбора числа ярусов и жесткостей упругих элементов сжатия модели на ней проводят исследования взаимодействия фундаментных конструкций с грунтовой средой. Исследуемые фундаменты устанавливают на поверхность модели основания и загружают заданной внешней нагрузкой. По полученным деформациям упругих элементов 7 сжатия и значениям их жесткостей С, определяют перемещения поверхности основания и величины контактных давлений под подошвой фуйдамента. Использование изобретения позволит повысить точность моделирования реальных оснований при проектировании фундаментных конструкций

МОДЕЛЬ ГРУНТОВОГО ОСНОВАНИЯ, включающая раму, поярусно расположенные шарнирно соединенные между собой распределительные элементы и упругие элементы «жатия, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности моделирования за счетуточнения зоны деформирования поверхности основания, распределительные элементы расположены в шахматном порядке, соединение распределительных элементов выполнено в виде штока с балкой в нижней части и консолью в верхней, один из шарниров распределительных элементов неподвижно установлен на балке штока, а второй - с возможностью горизонтального перемещения между балкой и консолью, причем шток установлен с - § возможностью вертикального перемеще ния, а балка штока шарнирно соединв (Л на с упругим элементом сжатия. СП со