Устройство для исследования взаимодействия свайной опоры с грунтом Советский патент 1989 года по МПК E02D33/00 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для исследования взаимодействия свайных опор с грунтовым основанием.

Цель изобретения - повышение эффективности исследования при использовании в различных грунтовых условиях.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - узел I на фиг. 1.

Устройство для исследования вза- имодействия свайной опоры с грунтовым основанием состоит из несущего стального стержня 1, на котором с зазорами 2 закреплены посредством тенэометрических полос 3 хщлиндры 4, датчики-уклономеры 5 и конусный наконечник 6. Тензометрические полосы 3 прикреплены к стальному стержню 1 и цилиндром А с помощью винтов 7 и 8. На поверхности стального стер жня 1 и тензометрических полос 3 наклеены с обеих сторон тензодатчи- ки (тензорезисторы) 9 и 10 соответственно изгибающих моментов н контак него давления. На концах цилиндров 4 в их стенках выполнены снаружи кольцевые уступы 11, на которые надеты резиновые цилиндрические кольца 12. К верхнему концу стального стержня 1 прикреплена съемная петля 13 для передачи на устройство горизонтальной нагрузки.

Монтаж устройства, а также тарировку тензодатчиков осуществляют в следующей последовательности.

На стальном стержне 1 со стационарно закрепленным на его нижнем конце конусным наконечником 6 наклеивают тензодатчики 9 изгибающих моментов, крепят Тензометрические полосы 3 и датчики-уклономеры 5. Затем монтируют цилиндры 4, петлю 13 и резиновые, кольца 12.

Для уменьшения погрешности измерения тензодатчики 9 изгибающих моментов тарируют на равномерное про- дольное сжатие от действия продольной нагрузки на стальной стержень 1 и на поперечный изгиб от горизонталной нагрузки. Тарировку устройства на изгиб осуществляют по схеме балк на двух опорах с консолью, при этом консолью является верхняя часть устройства. Поперечную нагрузку прикла

0 5 о

5

5

вают к петле 13. При тарировке тензодатчиков 10 для измерения контактного давления свай на грунт устройство также нагружают как балку на двух опорах. В обоих случаях тарировки центры опор и сосредоточенных нагрузок совмещают с центральными точками образующих цилиндров. При тарировке устройства на продольную нагрузку наконечник 6 устройства устанавливают в жесткое несмещаемое основание (гнездо).

Устройство работает следующим образом.

Погруженное в грунт на заданную глубину устройство при действии на него нагрузки деформируется и перемещается в грунте. Вертикальная нагрузка на устройство воспринимается грунтом основания, действующим на конусный наконечник 6 и боковую поверхность цилиндров 4. При этом с помощью показаний тензодатчиков 9 определяют продольные силы, действующие в различных поперечных сечениях устройства по высоте. Горизонтальная нагрузка на устройство, урав- новещиваемая сопротивлением грунта в поперечном направлении, вызывает изгиб стального стержня 1 и прикрепленных к нему тензометрических полос 3, которые через винты 8 обеспечивают передачу давления цилиндров 4 на грунт, при этом грунт деформируется за устройством. По показаниям тензодатчиков 9 определяют изгибающие моменты в поперечных сечениях устройства, по показаниям тензодатчиков Ю - контактное давление цилиндров на грунт по высоте устройства, а по показаниям датчиков-уклономеров 5 и величинам горизонтального перемещения устройства - перемещение устройства в различных точках по глубине устройства в грунте. При действии на устройство совместных горизонтальной и вертикальной нагрузок относительная деформация сжатия поперечного сечения стального стержня от действия продольной силы с и относительная деформация крайнего волокна сечения стального стержня при изгибе ц определяется по формулам

1

с |i (t,-b е,)|; м II (fr-t,)|;

где , f - относительная деформация крайних волокон в поперечном сечении стального стержня, замеренная тензодат- чиками изгибающих моментов . При независимом действии нагрузок

величина f определяется по формуле

-,

(

1аи)

С помощью этих величин определяются продольные силы в свае и сопротивление, грунта по боковой поверхности и под нижним концом сваи.

Формула изобретения

1. Устройство для исследования взаимодействия свайной опоры с грунтом, содержащее полую цилиндрическую сваю с конусным наконечником, разме- щенный внутри сваи стальной стержень с датчиками-уклономерами, тензодат1502720

0

5

0

5

чики изгибающих моментов и контактного давления, отличающее- с я тем, что, с целью повышения эффективности исследования при использовании в различных грунтовых условиях, устройство снабжено тензометт рическими полосами для крепления датчиков контактного давления, закрепленными на стальном стержне с равным шагом по его длине, свая выполнена составной по высоте из цилиндров, установленных с зазором относительно друг друга, при этом стальной стержень установлен по оси сваи, ;а торцы тензометрических полос прикреплены к внутренней поверхности цилиндров сваи, причем датчики изгибающих моментов и датчики-уклономеры расположены диаметрально на стальном стержне между тензометрическнми полосами.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что цилиндры сваи соединены между собой гидроизолированными эластичными резиновыми кольцами.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для исследования взаимодействия свайных опор с грунтовым основанием. Целью изобретения является повышение эффективности исследования при использовании в различных грунтовых условиях. Устройство представляет собой полую сваю из отдельных цилиндров 4 равной высоты, по оси сваи размещен стальной стержень 1. С равномерным шагом по длине стержня 1 закреплены тензометрические полосы (ТП) 3, с противоположной стороны размещены датчики - уклономеры 5. Длина стержня превышает суммарную длину цилиндров 4. Тензодатчики 9 изгибающих моментов расположены диаметрально на стальном стержне 1 между ТП 3, а контактного давления - на ТП 3. При испытаниях определяют напряжения и деформации в различных сечениях сваи и сопротивление грунта по боковой поверхности и под нижним концом сваи. 4 ил.

Рцг.г

Фие.З

II

/z

-Шл