Способ определения прочности грунта Советский патент 1990 года по МПК E02D1/02 

Изобретение относится к инженерно-геологическим изысканиям в строительстве, а именно к способам определения прочности грунта, и позволит повысить точность определения прочности и возможности проведения его в режиме экспресс-анализа. Создают механическое воздействие на грунт, измеряют и преобразовывают механические колебания грунта в электрический сигнал, измеряют спектор плотности мощности электрического сигнала и определяют его дисперсию, по величине которой судят о прочности грунта. 1 ил.

Изобретение относится к инженерно- геологическим изысканиям в строительстве, а именно к способам определения прочности грунта.

Цель изобретения - повышение точности определения прочности.

Сущность способа заключается в следующем.

В грунте создаются механические колебания, которые измеряются и преобразуются в электрический сигнал. Измеряется спектр плотности мощности этого электрического сигнала и определяется дисперсия спектра, по величине которой судят о прочности грунта.

На чертеже изображена система, реализующая способ определения прочности грунта.

Система содержит игольчатый звуко- п ювод-звукосниматель 1, состоящий из иглы 2 и пьезоэлектрического преобразователя 3, согласующего усилителя 4. анализатора 5 в реальном времени, квадраторов 6 и 7. интеграторов 8 и 9. вычитателя 10 сигналов и регистратора 1.1.

Определение прочности грунта по способу осуществляется .следующим образом

При внедрении иглы 2 в грунт за счет разрыва структурных связей между частицами и бокового трения в грунте возникают механические колебания. Эти колебания воздействуют на иглу, которая служит звуко- проводом для передачи энергии колебаний к пьезоэлектрическому преобразователю 3 преобразующие механические колебания в электрический сигнал. Таким образом игла 2 вместе с пьезоэлектрическим преобразователем 3 образуют звукопровод-звукосни- матель 1, который при внедрении иглы в грунт преобразует механические колебания

частиц грунта в электрический сигнал. В зависимости от прочности грунта уровень этих колебаний и энергетический спектр различен, что позволяет использовать эти параметры в качестве информативных для экспресс-анализа грунтов.

Электрический сигнал с выхода игольчатого звукопровода-зйукоснимателя 1 поступает на согласующий усилитель 4, служащий для согласования выходного сопротивления пьезоэлектрического преобразователя 3 с входным сопротивлением последующих блоков обработки сигнала, в данном случае с входным сопротивлением анализатора 5 в реальном времени, и нормирования электрического сигнала для обеспечения нормального функционирования этих блоков. Анализатор 5 обеспечивает получение спектральной мощности сигнала в заданных полосах частот.

На электронном, табло анализатора 5 высвечивается распределение уровней сигнала в этих полосах частот во всем исследуемом диапазоне. Оператор фиксирует эту картину распределения для каждого вида

грунта.

Для количественной оценки прочностных свойств грунта определяют дисперсию спектра плотности мощности. Для этого сигнал с выхода анализатора квадри- руют в квадраторе 6 и усредняют путем интегрирования в интеграторе 8 в течение заданного промежутка времени, определяемого полосой частот, в которой энергетический уровень спектра максимален. Далее квадрируемый сигнал усредняют путем интегрирования интегратора 9 в течение того же промежутка времени и подают на пер- вый вход вычитателя 10 сигналов, а усредненный сигнал с интегратора 8 квадрируют во втором квадраторе 7 и подают на второй вход вычитателя 1{. На выходе вычитателя 10 выделяется сигнал, равный дисперсии 0 спектра плотности мощности, который характеризует прочностные свойства грунта. Этот сигнал калибруется и выводится на регистратор 11.

Способ определения прочности грунта 5 позволяет повысить прочность определения и уменьшить время измерения прочности грунта при инженерно-геологических изысканиях в строительстве, что дает возможность получения годового экономиче- 0 ского эффекта около 200 тыс.руб.

Формула изобретения Способ определения прочности грунта, включающий механическое воздействие на 5 грунт, измерение и преобразование созданных механических колебаний грунта в электрический сигнал и вычисление прочности грунта, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, после 30 преобразования механических колебаний грунта в электрический сигнал определяют спектр плотности мощности и дисперсию последнего, а вычисления прочности грунта ведут по величине дисперсии. 35