Способ моделирования напряженно-деформированного состояния грунтового массива Советский патент 1986 года по МПК G01N33/24 

1

Изобретение относится к строительству, в частности к экспериментальному исследованию напряженно- деформированного состояния грунтового массива.

Цель изобретения - расширение диапазона исследований путем моделирования технологических процессов, а также вертикальной составляющей сейсмического воздействия в массиве грунта.

Способ моделирования напряженно- деформированного состояния осуществляют следующим образом.

Выбирается масштаб моделирования исходя из технических характеристик модельной установки и моделируемого грунтового массива. I

Готовят модельный материал путем

смешивания грунта и дисперсного магнитно-мягкого материала, например ферромагнитного порошка с малой коэрцитивной силой, идентичного по гранулометрическому составу с грунтом. Полученную смесь засыпают в модельный лоток, выполненный из немагнитных материалов. При необходимости обеспечивают требуемую плотность модельного материала при помощи известных методов. Лоток размещают на установке, оснащенной электромагнитом с сердечником, блоком питания и измерительными приборами для регистрации параметров магнитного поля и перемещений модельной среды. Установку включают,и под воздействием магнитного поля в модельном материале формируется предварительно напряженное состояние с соблюдением критериев динамического подобия.При этом в предварительном эксперименте определяют зависимость увеличения веса модельного материала в магнитном поле, т.е. отношения Ум/Ун т его напряженности при вьтолнении равенства углов внутреннего трения и сцепления модельного материала и модулируемого грунта (где ц- отношение удельного веса модельного материала к удельному весу грунта натуры).

Магнитное поле, воздействующее на модельный материал, является равномерным по интенсивности, или в случае моделирования вертикальной составляющей сейсмического воздейст-- ВИЯ в массиве грунта переменным по интенсивности в заданном режиме.

276985

После формирования предварительно напряженного состояния проводят испытания, включающие моделирование технологических процессов, например

5 кнопку котлована, проходку выработки, моделирование несущей способности сваи, анкера или нагеля на вы- рываняцую нагрузку и т.п.

Примером конкретного вьшолнения

to способа является моделирование несущей способности нагеля на вырьшаю- щую нагрузку.

Модельный материал готовят из смеси грунта с дисперсным порошком из

15 электротехнической стали с малой коэрцитивной силой. Модель нагеля выполнялась из дерева.

При принятом масштабе, моделирования 1:8, который определялся от20 ношением ,напряженность магнитного поля, при которой обеспечивалось формирование натурного предварительно напряженного состоягия,составлял а 64 Э.

25 Модельный материал укладывали в лоток, размещавшийся на установке, и подвергали воздействию магнитного поля указанной напряженности. Далее в модельный материал внедряли мо30 даль нагеля, к которому прикладывали увеличивакнцуюся нагрузку до его вырывания .

Пересчет предельной несущей способности нагеля (Р), полученной

« при моделировании, на натурные условия (PJ, ) осущест15ляли по известной формуле

РН

где п У м / f и

При глубине зад(5лки нагеля в натуре, равной 1,3 м, эта нагрузка составляет 0,95 кН.

Применение данного способа расширяет диапазон решаемых задач с более достоверным определением напряженно- деформированного состояния среды, что обеспечит прогнозирование особенностей условий работы проектируемых инженерных сооружений.

Формула изобретения

1, Способ моделирования напряженно-деформированного состояния грунтового массива, включающий засьшку модельного материала в лоток установки, формирование предварительно напряженного состояния с соблкдени- ем критериев динамического подобия и проведение испытаний, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона исследований путем моделирования технологических процессов в массиве грунта, предварительно напряженное состояние формируют воздействием на модельньм ма териал магнитным полем, а модельный материал готовят пу тем смешения грунта с дисперсным магнитно-мягким материалом.

Редактор В. Ковтун Заказ 6660/36

Составитель Г. Мартынова

Техред М.Ходанич Корректор С. Шекмар

Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4

2769854

2.Способ по П.1, отличающийся тем, что предварительно напряженное состояние формируют воз действием на модельный материал рав- 5 номерным магнитным полем заданной интенсивности.

3.Способ по П.1, отличающийся тем, что, с целью моделирования вертикальной составляю- .

10 щей сейсмических воздействий на массив грунта, предварительно напряженное состояние формируют воздействием на модельньш материал магнитным полем, переменным по интенсив- 5 кости в заданном режиме.

Изобретение относится к области строительства, в частности к экспериментальному исследованию напряженно-деформированного состоя 1ШЯ грунтового массива методом модели- роваш-1я. Изобретение позволяет моделировать различные технологические процессы, а также сейсмические воздействия в массиве грунта. Это достигается тем, что предварительно . напряженное состояние формируют воздействием на модельный материал равномерным или, в случае моделирования сейсмических воздействий, пере- MBHiibiM по интенсивности магнитным полем в заданном режиме. Моделирование осуществляют с соблюдением критериев динамического подобия,причем модельный материал готовят путём смешения грунта с дисперсным магнитно-мягким материалом, идентичным по гранулометрическому составу с грунтом. 2 з.п. ф-лы. с (§ С/) С