Устройство для исследования сооружений Советский патент 1982 года по МПК G01V13/00 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СООРУЖЕНИЙ

I

Изобретение относится к области строительства, а именно проведения динамических испытаний строительных конструкций.

При исследованиях динамического поведения моделей сооружений часто является необходимым получить волну с заданными параметрами, например с заданной длиной и амплитудой колебаний. Это важно как при исследовании протяженных сооружений (например, трубопроводов), когда возникает необходимость моделирования длины волны, соизмеримой с длиной трубопровода, так и при исследовании мелких сооружений, в которых все точки колеблются синхронно по причине значительного превышения длины волны над размерами сооружения.

Известно устройство для изучения . сейсмостойкости сооружений, прово-. димом на моделях из оптически активных материалов { 1 .

Однако это устройство применительно к грунтовым основаниям в модельных условиях неэффективно вследствие интенсивного затухания колебаний в грунте. Оно не позволяет регулировать параметрами излучаемой волны.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство

to для исследования сооружений, включающее испытательное грунтовое основание, в которое помещена испытуемая модель с измерительными приборами и источник колебаний. Оно позволяет

IS воспроизвести импульсное динамическое воздействие на модель с широким спектром 2.

Однако возбуждаемая волна интенсивно затухает в пределах грунтового

20 основания, различные точки модели сооружения испытывают количественно различные воздействия. Кроме того, позволяя задавать динамические воз.действия с широким спектром, известное устройство не может излучат волны с заданными параметрами. Цель изобретения - повышение точ ности исследований путем возбуждени в грунтовом основании волны с задан ными параметрами (длиной, фазой, ам литудой) , Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для исследова ния сооружений, включающем испытательное грунтовое основание, в кото рое помещена испытуемая модель с измерительными приборами, и источни колебаний, в грунтовом основании .установлен пружинный элемент, жестк связанный с источником колебаний. На фиг. 1 представлено устройство для исследования сооружений, общ вид; на фиг. 2 - то же, поперечное сечение,- на фиг. 3 - вариант исполнения устройства с моделью трубопро вода . Устройство для исследования сооружений включает модель 1 сооружения с измерительными приборами 2, установленную в грунтовом основании 3, в котором установлен также пружинный элемент k, соединенный с источником 5 колебаний (например, вибратором) посредством жесткой свя зи 6, Устройство работает следующим об разом. Источник 5 колебаний через жесткую связь 6 передает пружинному эле менту колебания с частотой, которая совпадает с частотой его собственных колебаний. Пружинный элемент вовлекает в колебания грунтовый массив 3 и модель 1 сооружения. При этом жесткость пружинного элемента должна быть такой, чтобы собственные частоты пружинного элемента и грунтового массива были равны. Работу устройства можно показать на следующем примере. Пусть необходимо промоделировать сейсмическую волну длиной 200 м, воздействующую на трубопровод, состоящий из секций длиной по 100 м. Выполнив в масштебе 1:100 сек цию трубопровода, заключаем, что дли на волны при этом должна составить 200 см. Изготовив пружинный элемент длиной 100 см укладываем его в грунтовое основание, а в него устанавливаем модель трубы. Подсоединив пру(Жинный элемент к источнику колеба1ЛНИИ, возбуждаем его с частотой, соответствующей собственной частоте пружинного элемента. Если исследуемое сооружение имеет большие размеры в плане, синхронные колебания источника передаются нескольким пружинам и тем самым вовлекают в движение нужный массив основания (на фиг.3). Требуемая длина волны достигается изменением жесткости пружинного элемента и его размеров, а интенсивность воздействия регулируется амплитудой источника колебания. Таким образом, предложенная установка позволяет строго моделировать Волну в грунтовом основании модели с необходимыми параметрами и таким образом существенно повысить точность и надежность исследований. Формула изобретения Устройство для исследования сооружений, включающее испытательное грунтовое основание, в котором помещена испытуемая модель с измерительными приборами, и источник колебаний, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения точности исследований путем возбуждения в грунтовом основании волны с заданными параметрами, в грунтовом основании установлен пружинный элемент, жестко связанный с источником колебаний. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Костин И.Х. и Хесин Г.Л. Изучение методом динамической фотоупругости напряженного состояния гидротехнических сооружений и их оснований при сейсмических и взрывных нагрузках. Сб. Трудов Всесоюзной конференции Методы определения напряженного состояния и устойчивости высоконапорных Гидротехнических сооружений и их оснований при статических и динамических нагрузках. М., 1972.. 2. Бахтин Б.М. и Шарков В.П. Некоторые вопросы методики исследования сейсмостойкости селеудерживающей плотины на р. Большая Алмаатинка. Труды МГМИ, вып. Гидротехнические сооружения, т. 58, с. 100 (прототип) .