Устройство для определения динамических характеристик грунтовых оснований Советский патент 1981 года по МПК E02D1/00 

(54) УСТГОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВЫХ ОСНОВАНИЙ

I

Изобретение относится к строительству и предназначено для определений в полевых условиях динамических характеристик грунтовых оснований, необходимых для проектирования и расчета фундаментов машин с динамическими нагрузками.

Известны устройства для определения динамических характеристик грунтовых оснований фундаментов, включающие опорную плиту (штамп), жестко соединенную с вибромашиной 1J.

Недостатком этих устройств является то, что они не обеспечивают создание явно выраженной силы горизонтального направления в плоскости опорной плиты и точности определений.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для определения динамических характеристик грунтовьк оснований, включающее балку с набором грузов, жесткие штампы, закрепленные на концах балки, монтированный на ней вибратор направленного действия с дебалансными масса-. ми и измерительные приспособления 2.

Основным недостатком конструкцин устройства является невозможность плавных регулировок интенсивности в направленности динамического воздействия на ходу, что снижает точность определений и ограничивает возможности устройства.

Цель изобретения - повышение точности определений.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для определения динами10ческих характеристик грунтовых оснований, включающем балку с набором грузов, жесткие штампы, закрепленные на концах балки, монтированный на ней вибратор направленного действия с дебалансными массами и измерительISные приспособления, вибратор направленного действия снабжен механизмом поворота относительно балки, а балка соединена с одним из штампов посредством шарового шарнира, а с другим - через шарнирно закрепленные на

20 нем ползуны, установленные в образованных в балке продольных пазах, причем ось поворо-, та вибратора совмещена с линией пересечения плоскости вращения центров дебалансных масс р плоскостью, проходящей через ось шарниров ползунов перпендикулярно продольной оси балки. На фиг. 1 и 2 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. I; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 1. Устройство включает в себя балку 1 с набо ром грузов 2, закрепленные на концах балки щтампы 3 и 4, вибратор 5 направленного действия с дебалансными массами 6 и измеритель ные приспособления 7. Балка I соединена со штампом 3 посредством щарового щарнира 8, а со щтампом 4 - через установленные в обра зованных в балке 1 продольных пазах 9 ползу на зтом ны,,, закрепленные шарнирами штампе. Вибратор 5 направленного действия снабжен механизмом поворота относительно балки 1, вь1йолненным, например, в виде само тормозящейся червячной пары,и монтирован на балке 1 таким образом, что ось поворота вибратора 5 совмещена с линией пересечения плоскости вращения дебалансных масс 6 с пл костью, проходящей через ось шарниров ползунов перпендикулярно продольной оси балки 1. I Устройство работает следующим образом. . В процессе определений динамических харак теристик грунтовых оснований вибратор 5 направленного действия в самом общем случае заннмает наклонное положение относительно балки 1 (фиг. 1). При работе электродвигателей вибратора 5 его вращающиеся дебалансные массы 6 создают гармоническую силу направленного действия. Вертикальная составляющая этой силы проходит через ось шарниров . ползунов и поэтому полностью воспринимается штампом 4. Горизонтальная составляющая воспринимается только штампом 3, так как через ползуны горизонтальная сила на штамп 4 не передается. При этом штамп 4 совершает только вертикальные, а щтамп 3 только горизонтальные колебания. В соответствии с направленностью движений в основании штампа 4 наблюдаются только переменные деформации упругого равномерного сжатия, а в основании штампа 3 - только переменные д формации упругого равномерного сдвига грунта. При необходимости изменение величины нагрузки на каждый из штампов 3 и 4 и их соотношения обеспечивается с помощью механизма поворота изменением иаклона вибратора 5 относительно продольной оси балки 1. При повороте вибратора 5, когда плоскостьвращения дебалансных масс 6 из вертикального положения переходит в горизонтальное, амплитуды вертикальных колебаний штампа 4 и деформаций упругого равномерного сжатия грунта в его основании изменяются в пределах от 4 своего максимального значения до некоторого . минимального значения, а амплитуды горизонтальных колебаний штампа 3 и деформаций упругого сдвига грунта в основании штампа 3 - в пределах от нуля до некоторого максимального значения. Изменением количества грузов 2 и передвижением их набора вдоль балки 1 добиваются постоянства резонансной частоты колебаний динами еской системы при вариациях среднего давления под штампами 3 или 4, либо постоянства среднего давления прн вариациях резонансной частоты колебаний. Измерительные приспособления 7, связанные со штампами 4 и 3, отрабатывают сигналы, пропорцнональньхе кинематическим параметрам соответствующих щтампов. Эти сигналы регистрируются и служат исходными данными при определении динамических характеристик основания соответственно при упругом равномерном сжатии и при упругом равномерном сдвиге грунта. Определение динамических характеристик грунтовых оснований производится по любой из известных методик. При определении нелинейности динамических характеристик грунтовых оснований, связанных с переменностью кинематических параметров колебаний, особе.нно важным становится возможность плавного контролируемого изменения гармонической нагрузки на щтампы в широких пределах. Использование предлагаемого устройства при определении динамических характеристик грунтовых оснований позволяет повьгсить их достоверность, а следовательно, снизить повреждаемость фундаментов машин с динамическими нагрузками, повысить их надежность, уменьшить затраты на их ремонт, снизить просадочные деформации грунтовых оснований. Формула изобретения Устройство для определения динамических характеристик грунтовых оснований, включающее балку с набором грузов, жесткие штампы, закрепленные на концах балки, монтированный на ней вибратор направленного действия с дебалансными массами и измерительные приспособления, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности определений, вибратор направленного действия снабжен механизмом поворота относительно балки, а балка соединена с одним из щтампов посредством щарового щарнира, а с другим - через шарнИрно закрепленные на нем ползуны, установленные в образованных в балке продольных пазах, прнчем ось поворота вибратора совмещена с линией пересечегшя плоскости вращения центров дебалансных масс с плоскостью. проходящей через ось шарниров ползунов пендикулярно продольной оси балки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 8768336 пер-1, Авторское свндетельство СССР If 608072,1 кл, О 01 М 7/00, 1977. 2. Авторское свидетельство СССР IT 6901 IS, кл. Е 02 D 1/рО, 1978 (прототип).

.-4

вг

Фиг.. 3 в Фиг.

Фиг. 5

б-Б