Способ определения деформации грунтов и горных пород Советский патент 1980 года по МПК G01N33/24 

иия этих измерений, поэтому он не позволяет провести сравнение результатов экспериментальных и теоретических исследований и оценить допустимость применения используемых приборов с точки зрения однородности напряженно-деформированного состояния образцов в нрнборах. Данный способ не дает возможности иметь полную картину деформированного состояния образца в любой момент времени, поэтому становится невозможным изучить кинематику процесса деформирования грунтов с ростом нагрузки и изменением напряженного состояния.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения деформаций грунтов и горных пород путем фоторегистрации, включающем приложение нагрузки, фотофиксации ноля частиц методом голографической интерферометрни, экспонирование фотопластинки, обработка на месте съемки одной из пластин, экспозиция другой в течение всего времени приложения нагрузки, фотообработку пластин, получение интерферограмм производят одну-две экспозиции одновременно на фотопластины, при этом расшифровку интерферограмм производят на нроекцнн в плоскости пространственного вектора перемещений дифракций на микротекстуре интерферограмм, а для проекции из плоскости - по цене интерференционных полос, при этом перед проведением экснозиций и расщифровки ннтерферограмм получают изображение отдельных частиц грунта и горных пород на участках, соизмеримых с их размерами, в белом и монохроматическом свете, определяют расстояние от поверхности грунта и оптической системы до фотонластинки, а полученные при расщифровке интерферограмм изолинии равных перемещений совмещают с изображением частиц грунта.

На чертеже изображена принципиальная схема установки для реализации предлагаемого способа определения деформаций грунтов и горных пород с одновременным дефектоскопическим контролем образца с помощью комплексной интерферометрнческой голографической установки.

Схема содержит источник когерентного света ОКГ-1, высокоразрешающие светоделительные плоскопараллельные пластинки 2, коллиматор 3, фотопластинки голограмм 4, прозрачный лоток с испытываемым образцом 5, нагрузочное устройство, например, микрометрический винт 6, обеспечивающий точность измерений, крепежное устройство, жестко связанное с лотком, прижимающее фотопластинку к прозрачной стенке лотка 7, объектив или микроскоп 8.

Сущность способа состоит в том, что отбирается проба грунта, укладывается в лоток, устанавливается на поверхность образца щтамп, затем прикладывается нагрузка (ступенями или непрерывно) и начинается

фоторегистрация. Включаем лазер I и освещаем образец 5, после чего производим первую экспозицию. Обрабатываем на месте съемки одну из пластинок, другую пластинку экспонируем в течение всего времени приложения нагрузки. Затем производим ее фотообработку и по полученным интерферограммам по существующим методикам определяем кинематику деформационных процессов и усредненную во времени деформацию грунтов и горных пород. На выбранных ступенях нагружения производим двойную экспозицию последовательно каждой из следующих фотопластинок. Производя одну или две экспозиции одновременно, осуществляем дефектоскопический контроль. Расшифровку интерферограмм производят для проекций в плоскости пространственного вектора перемещений дифракций на микротекстуре интерферограмм; а для проекции из плоскости - по цене интерференционных полос. По полученным д.анным в результате расщифровки строим изолинии равных перемещений, деформаций.

Для измерения перемещений небольшого участка или отдельных частиц грунта голографические измерения ведутся но следующей методике. Получаем голографическую интерферограмму сфокусированных изображений или «спек - интерферограмму с больщим увеличением (возможно применение готовой оптической схемы микроскопа). Получаем изображение отдельных частиц грунта и горных пород на участках соизмеримых с их размерами в белом или монохроматическом свете. Определяем расчетным путем расстояние от новерхности грунта и оптической системы до фотопластинки. Полученные при расшифровке ннтерферограмм изолинии равных перемещений совмещают с изображением частиц грунта.

Применение предложенного способа позволит повысить точность производимых измерений (порядка 1 мк), определить перемещения отдельных частиц, контролировать напряженное состояние грунта, что позволит провести сравнение результатов экспериментальных и теоретических исследований, становится возможным изучение кинематики процесса деформирования грунтов с ростом нагрузки и изменения нанряженного состояния. В настоящее время техникоэкономический эффект подсчитать нельзя, однако он несомненен.

Формула изобретения

1. Снособ онределения деформаций грунтов и горных пород путем фоторегистрации, включающий приложение нагрузки, фотофиксации поля частиц методом голографической интерферометрии, экспонирование фотопластинки, обработка на месте съемки одной из пластин, экспозиция другой в течение всего времени приложения нагрузки, фотообработку пластин, получение интерферограмм, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности результатов измерений возможности изучения статических деформаций образцов и моделей грунтов с проведением их одновременного дефектоскопического контроля после получения интерферограмм осуществляют спекл-интерферометрию, производят одну-две экспозиции одновременно на фотопластины, при этом расшифровку интерферограмм производят на проекции в плоскости пространственного вектора перемещений дифракций на микротекстуре интерферограмм, а для проекции из плоскости- по цене интерференционных полос.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед проведением экспозиций и расшифровки интерферограмм получают изображение отдельных частиц грунта и горных пород на участках, соизмеримых с их размерами, в белом и монохроматическом свете, определяют расстояние от поверхности грунта и оптической системы до фотопластинки, а полученные при расшифровке интерферограмм изолинии равных перемещений совмещают с изображением частиц грунта.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бобков В. Ф. Напряжения в грунтовых основаниях дорожных одежд. Труды ДорНИИ. Вып. III «Исследования по механике дорожных одежд, 1941. 2. Ремизников В. К. Новый метод исследования деформаций грунтов и некоторые практические приложения. Известия ВНИИГ, т. 36, 1948.

3.Костерин Э. В. Деформации сдвига глинистых грунтов с учетом явления ползучести. Кандидатская диссертация, 1957.

4.Малышев М. В. Расчеты прочности оснований сооружений. Кандидатская диссертация. 1950, с, 68-69.