Способ определения упругих характеристик грунтов основания

 

Использование: в строительстве при проектировании фундаментов под уникальное дорогостоящее, например, прецизионное динамическое оборудование. Сущность: динамическую нагрузку к фундаменту прикладывают посредством натяжения тросов, закрепленных на противоположных углах фундамента на нижней его отметке, до момента из обрыва. Одновременно измеряют горизонтальные вращательные перемещения, определяют коэффициент упругого неравномерного сдвига грунтов C_Ψ при помощи математической зависимости: C_Ψ=3P/a²A , где P - нагрузка в момент обрыва троса; A - перемещение края подошвы фундамента; a - длина стороны фундамента. 2 ил.

Изобретение относится к строительству, более конкретно к технике определения динамических параметров грунтов основания на стройплощадке, и может быть использовано при проектировании фундаментов под дорогостоящее, например прецизионное динамическое оборудование.

Известен способ определения упругих характеристик грунтов основания, включающий динамическое нагружение фундамента, измерение вертикальных перемещений и краевых напряжений грунта посредством грунтовых динамометров и расчет по полученным данным коэффициента упругого неравномерного сжатия [1] .

Известен способ определения коэффициента упругого равномерного сдвига грунтов под фундаментом, включающий приложение динамической нагрузки к боковой части фундамента и измерение его горизонтальных перемещений [2] .

Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ упругих характеристик грунтов основания, включающий приложение динамической нагрузки к фундаменту и измерение его перемещений.

Однако при реализации этого способа не представляется возможным определить коэффициент упругого неравномерного сдвига. Чтобы определить коэффициент упругого неравномерного сдвига, необходимо поставить два вибратора на верхней поверхности фундамента по его оси (на краях фундамента) для создания таким образом пары сил, которая способна поворачивать фундамент. При этом перемещения фундамента фиксируются датчиками перемещений. Однако при этом имеет место недостаточная точность определения коэффициента жесткости C_Ψ , так как при испытаниях фундамент начинает совершать наряду с вращательным движением еще и вертикальные колебания за счет того, что вибраторы установлены на верхней поверхности фундамента (выше его центра тяжести).

Цель изобретения - определение коэффициента упругого неравномерного сдвига под фундаментом за счет исключения поворота испытываемого фундамента относительно грунтового основания.

Цель достигается тем, что в способе определения упругих характеристик грунтов основания, включающем приложение динамической нагрузки к фундаменту, измерение его перемещений и расчет характеристик по измеренным данным согласно изобретению, динамическую нагрузку прикладывают к противоположным углам фундамента путем натяжения тросов, закрепленных на них на уровне нижней отметки фундамента до момента обрыва тросов, измеряют горизонтально-вращательные перемещения относительно центра фундамента и величину нагрузки в момент обрыва троса (Р), а коэффициент упругого неравномерного сдвига грунтов (C_Ψ ) определяют по формуле: C_Ψ= , где А - перемещение края подошвы фундамента, см; а - длина стороны фундамента, см.

На фиг. 1 изображен фундамент и элементы; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

На чертежах схематично изображены модельный фундамент 1, опорные сваи 2, блоки 3, установленные на сваях, динамоментры 4, реперные сваи 5, датчики 6 сдвига, тросы 7, силовозбудитель 8, маслонасосная станция 9, проставка 10 для обрыва троса, закладные детали 11.

Способ осуществляют следующим образом.

На месте строительства вырывают котлован и на отметке заложения проектируемых фундаментов бетонируют модельный фундамент 1 (или используют ужe существующий фундамент). По двум противоположным относительно диагонали углам фундамента в нижний его части предусматриваются закладные детали 11, к которым прикрепляют концы динамометров 4. К двум другим углам динамометров закрепляют датчики 6 сдвига, которые крепят к реперным сваям 5. К динамометрам прикрепляют тросы 7, которые через блоки 3, установленные на сваях 2, подключают к силовозбудителю 8, конец которого в свою очередь прикреплен к свае 2.

Включают силовозбудитель 8 и при определенном натяжении троса 7 происходит поворот фундамента 1, а затем разрыв троса 7 в месте проставки 10. После этого фундамент 1 возвращается в первоначальное положение. Реакции грунта в виде горизонтальных перемещений и усилий регистрируют, соответственно, датчиками 6 сдвига и динамометрами 4 в виде осциллограмм с единой меткой времени. После расшифровки осциллограмм полученные данные используют для аналитического определения значений коэффициента упругого неравномерного сдвига C_Ψ в любой отрезок времени по формуле: C_Ψ= , где М= Р˙а; I_z= 2 ; Ψ = = ; М - внешний момент, вызывающий поворот подошвы фундамента относительно вертикальной оси на величину Ψ ; I_z - полярный момент инерции площади подошвы фундамента или C_Ψ= = = (кг/см³) (кг/cм³).

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УПРУГИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ ОСНОВАНИЯ, включающий приложение динамической нагрузки к фундаменту, измерение его перемещений и расчет характеристик по измеренным данным, отличающийся тем, что, с целью определения коэффициента упругого неравномерного сдвига под фундаментом за счет исключения поворота испытуемого фундамента относительно грунтового основания, динамическую нагрузку прикладывают к противоположным углам фундамента путем натяжения тросов, закрепленных на них на уровне нижней отметки фундамента, до момента обрыва тросов, измеряют горизонтально-вращательные перемещения относительно центра фундамента и величину нагрузки в момент обрыва троса, а коэффициент C_Ψ упругого неравномерного сдвига грунтов определяют по формуле C_Ψ= , где P - нагрузка в момент обрыва троса, кг; A - величина перемещения края подошвы фундамента, см; a - длина стороны фундамента, см.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2