Устройство для определения давления грунтов на модели заанкеренных подпорных стен и ограждений Советский патент 1980 года по МПК E02B1/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ГРУНТОВ

НА МОДЕЛИ ЗААНКЕРЕННЫХ ПОДПОРНЫХ СТЕН

1

Изобретение относится к области экспериментальных исследований работы заанк;реНных подпорных стен и ограждений жесткой или гибкой конструкции.

Известно устройство для испытаний строительных конструкций, включающее установленную на фундаменте посредством опорных пружин жесткую платформу, на которой смонтированы исследуемая строительная конструкция, аппаратура для создания нагрузок и измерительная аппаратура 1.

Недостатком устройства является невозможность создания комплексности испытаний строительных конструкций при статической, динамической и сейсмической нагрузках.

Известно и другое устройство для определения давления грунтов, например, на м0дели заанкеренных подпорных стен и ограждений, содержащее лоток, установленный на фундаменте, узел создания вертикальной нагрузки на засыпке,датчики давления грунта и регистрирующий прибор 2.

Недостатком его является то, что это устройство восприимчиво к посторонним вибрациям, не позволяет производить на одной установке испытания на статические, динаИ ОГРАЖДЕНИИ

мические и сейсмические нагрузки, имеет сравнительно низкую точность измерений реальных напряжений и деформаций.

Целью изобретеиия является обеспечение комплексности испытаний моделей сооружений на одной установке при статической, динамической и сейсмической нагрузках, повышение виброзащищенности и точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что лоток оснащен анкерной балкой с двигателем и барабаном, а также вибраторами, один из которых установлен на дополнительном, жестко связанным с лотком фундаменте, а другие - Иа выступах лотка.

На фиг. 1 изображено предложенное устройство, вид спереди; на фиг. 2 - разрез

15 А-А фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б фиг. L

Устройство представляет собой испытательный металлический стенд, установленный на железобетонном фундаменте 1. Между фундаментом 1 и лотком 2 введена пружинна подущка, состоящая из отдельных пружин 3, жестко связанных с фундаментом 1 и днищем лотка 2,.в KotopOM закреплена модель исг ытуём(эй стенки 4 анкерными тяжами 5. Лоток 2 заполняется испытуемым грунтом 6, на поверхности засыпки которого при статической нагрузке уложены ступенями бетонные плиты, а при подготовке к динамическим испытаниям на эту же площадку установлен вибратор с подрессоренной пригрузкой 7 (или аналогичный вибратор), жестко соединенный с металлической плитой-поддоном 8.

Анкерные тяжи 5 со стороны модели стенки 4 прикреплены к распределительной балке 9. Для удобства эксплуатации испытательного стенда по обе стороны лотка 2 оборудованы трап-площадки 10. На противоположных концах выступов днища лотка с регулируемым плечом вылета (выступ) 11 с помощью червячного приспособления 12 симметрично укреплены вертикальные тумбы 13 для установки на них низкочастотных вибраторов 14. Для обеспечения жесткости лотка, а также с целью создания упоре, необходимого при горизонтальных статических испытаниях, введена анкерная балка 15. По высоте модели стенки 4 на ее поверхности по середине установлены тензорезнсторы 16 и датчики давления грунта 17, которые укреплены на разном расстоянии в теле испытуемого грунту с обеих сторон стенки 4. В вертикальной плоскости, по оси симметрии, установлены ленты из мягкого алюминия - короткие 18 и длинные 19, параллельно плоскости стенки для фиксации областей сдвигов в испытуемом грунте. В качестве узла создания горизонтальной нагрузки на анкерной балке 15 установлены: двигатель с барабаном 20, связанным тросом 21 с динамометром 22, прикрепленным к стенке 4, и на отдельном фундаменте 23 вибратор 24, жестко связанный с лотком 2, а в качестве узла создания вертикальной нагрузки применены два вибратора 14, установленные на тумбах 13.

Устройство работает следующим образом. .

Лоток засыпается песком (испытуемым грунтом) до нижней отметки модели стенки, после чего производится крепление необходимых приборов и устройств, а также модели стенки и анкерных тяжей. Затем лоток засыпается песком до половины высоть стенки и с этого момента начинаются измерения напряжений и деформаций системы «стенка - грунт засыпки.

После полной засыпки на уровне верха испытуемой модели стенки производятся статические испытания дополнительной пригрузкой в виде слоя песка и бетонных плит, а затем после снятия плит на эту же площадку устанавливается вибратор с плитойподдоном для производства динамических испытаний. С помощью низкочастотных вибраторов осуществляются сейсмические испытания. На этом комплексные испытания модели стенки на вертикальные нагрузки

заканчиваются, обнажаются алюминиевые ленты для необходимых замеров их деформации вместе с грунтом, осматриваются датчики. При необходимости проведения испытаний на горизонтальные нагрузки весь цикл соответственно повторяется.

0 Таким образом, устройство позволяет проводить на одной установке статические, динамические и сейсмические испытания больщих моделей стен и, следовательно, обеспечивает комплексность испытаний моделей

- сооружений; повышает виброзащищенность лотка от вибропомех извне; обеспечивает повышение точности измерений при статической нагрузке примерно в пят раз, а при динамической и сейсмической нагрузках является единственным средством для определения деформативно-прочностной картины сооружения в целом.

Технология изготовления такого устройства проста и доступна проектным и научноисследовательским организациям, а стоимость устройства (с учетом эффективного использования подручных материалов, особенно элементов металлической опалубки, вибраторов и т. п.) практически весьма мала.

Формула изобретения

Устройство для определения давления грунтов на модели заанкеренных подпорных стен и ограждений, содержащее лоток, установленный на фундаменте, узел создания вертикальной нагрузки на засыпке, датчики давления грунта и регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью обеспечения комплексности испытаний моделей сооружений на одной установке при статической, динамической и сейсмической нагрузках, повыщения виброзащищенности и точности измерения, лоток оснащен анкерной балкой с двигателем и барабаном, а также вибраторами; одйн из которых установлен на дополнительном, жестко связанным с лотком фундаменте, а другие - на выступах

лотка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Новгородский М. А. Испытание материалов, изделий и конструкций. М., «Высщая

школа, 1971, с. 167, фиг. 125.

2.Дуброва Г. А. Методы расчета давления грунтов на транспортные сооружения. М., «Транспорт, 1969, с. 21 (прототип).