Штамп для определения деформационных свойств грунтов

Авторы патента:

E02D1/02 - Основания и фундаменты; котлованы; насыпи (для гидротехнических сооружений E02B); подземные и подводные сооружения

Владельцы патента RU 2751302:

Кятов Нурби Хусинович (RU)

Изобретение относится к строительству и, в частности, к устройствам для определения деформационных свойств грунтов. Штамп для определения деформационных свойств грунтов включает плоский диск с ребрами жесткости, стол для установки домкрата. Дополнительно содержит жесткий диск, контактирующий с грунтом, составленный из круга и, по меньшей мере, двух колец, вставленных друг в друга, и расположенный между дисками чувствительный элемент из упругосжимаемого материала, составленный из круга и, по меньшей мере, двух колец, вставленных друг в друга, с зазорами между ними и кругом. Жесткие диски и чувствительный элемент соосно ориентированы относительно друг друга цилиндрическими направляющими, оснащенными регулировочными гайками предварительного сжатия чувствительного элемента. Верхний диск и чувствительный элемент снабжены соосно ориентированными цилиндрическими отверстиями, а нижний диск снабжен центрирующими лунками для сопряжения с наконечниками датчиков перемещений, закрепленных на верхнем диске. Технический результат состоит в расширении технических возможностей штампа и повышении точности и достоверности определения деформационных характеристик грунта. 6 ил.

Изобретение относится к строительству и, в частности, к устройствам для определения деформационных свойств грунтов.

Известен штамп (прототип) для определения деформационных свойств грунта ([1] с. 3, [2] с. 16-18), включающий плоский диск с ребрами жесткости, стол для установки домкрата.

Известный штамп ([1] с. 3, [2] с. 16-18) имеет индивидуальные эксплуатационные и конструктивные возможности для определения деформационных свойств грунта. Недостатком штампа является невозможность определения деформационных свойств грунта с учетом влияния характера распределения давления на контакте штамп-грунт.

Техническая задача предлагаемого изобретения состоит в расширении технических возможностей штампа и повышении точности и достоверности определения деформационных характеристик грунта.

Поставленная задача решается таким образом, что штамп для определения деформационных свойств грунтов, включающий плоский диск с ребрами жесткости, стол для установки домкрата, отличающийся тем, что он дополнительно содержит жесткий диск, контактирующий с грунтом, составленный из круга, и, по меньшей мере, двух колец, вставленных друг в друга, и расположенный между дисками чувствительный элемент из упругосжимаемого материала, составленный из круга, и, по меньшей мере, двух колец, вставленных друг в друга, с зазорами между ними и кругом, при этом жесткие диски и чувствительный элемент соосно ориентированы относительно друг друга цилиндрическими направляющими, оснащенными регулировочными гайками предварительного сжатия чувствительного элемента, при этом верхний диск и чувствительный элемент снабжены соосно ориентированными цилиндрическими отверстиями, а нижний диск снабжен центрирующими лунками для сопряжения с наконечниками датчиков перемещений, закрепленными на верхнем диске.

Технический результат заключается в расширении технических возможностей за счет конструктивного решения штампа, составленного из двух дисков, между которыми размещен чувствительный элемент в виде диска из упругосжимаемого материала, например, из резины, обеспечивающей обратимую деформацию и воспроизводимость данных измерений, при этом верхний диск имеет возможность свободного перемещения по цилиндрическим направляющим, нижний диск содержит круг и, по меньшей мере, два кольца, вставленных друг в друга, а чувствительный элемент содержит круг и, по меньшей мере, два кольца с зазорами между ними и кругом, вставленных друг в друга, при этом верхний диск с ребрами жесткости и чувствительный элемент снабжены соосно ориентированными цилиндрическими отверстиями для пропуска наконечников датчиков перемещений, а нижний диск снабжен центрирующими лунками для сопряжения с наконечниками датчиков перемещений, закрепленных на верхнем диске. Предлагаемое конструктивное решение штампа позволяет определять модуль деформации грунта с учетом характера распределения напряжений на контакте штамп-грунт, так как известно ([3] с. 433), что в случае приложения нагрузки на грунт основания жестким штампом на контактной поверхности возникает реактивное напряжение, неравномерно распределяющееся по площади контакта, которое отражается и на характере распределения напряжений внутри грунтового основания, существенно отличающееся от характера распределения напряжений от действия равномерно распределенной нагрузки, что оказывает влияние на значение величины определяемого модуля деформации.

Конструкция штампа поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан разрез штампа в исходном состоянии, на фиг. 2 - вид А фиг. 1, на фиг. 3 - б-б фиг. 2, на фиг. 4 - а-а фиг. 1, на фиг. 5 - в-в фиг. 3, на фиг. 6 - вид Б фиг. 1.

Штамп включает плоский круглый диск 1 с ребрами жесткости 2, стол 3, нижний диск, контактирующий с грунтом, составленный из колец 4, 5, 6 и круга 7, чувствительный элемент, составленный из колец 8, 9, 10 и круга 11 с зазорами 13, цилиндрические отверстия 12, направляющие 14 в цилиндрических отверстиях 16 и регулировочные гайки15.

При нагружении грунтового основания 19 жестким штампом в силу неравномерности распределения реактивных напряжений ([3] с. 433) на контактной поверхности колец 4, 5 и 6 и круга 7 нижнего диска возникают разные реактивные давления, которые передаются на соответствующие кольца 8, 9 и 10 и круг 11 чувствительного элемента. В процессе нагружения грунтового основания 19 жестким штампом регистрируют текущие значения показаний датчиков перемещений (устройства для измерения перемещений не показаны), которые принимают за значения сжатия компонентов чувствительного элемента 8, 9, 10 и 11, по которым судят о величинах измеряемых реактивных давлений грунтового основания.

Штамп для определения деформационных свойств грунтов подготавливается и работает следующим образом.

На ровную горизонтальную поверхность, например толстую фанеру, устанавливают соосно друг другу элементы нижнего диска: плоский круг 7 и кольца 4, 5 и 6 так, чтобы наружная поверхность элементов нижнего диска имела непрерывный контакт с плоской поверхностью фанеры. На внутреннюю поверхность нижнего диска устанавливают с зазорами 13 соосно друг другу и с нижним диском компоненты чувствительного элемента 8,9, 10 и 11 так, чтобы цилиндрические отверстия 12 для пропуска наконечников датчиков перемещений располагались соосно с центрирующими лунками 18 нижнего диска и цилиндрические отверстия 16 для направляющих 14 располагались соосно с отверстиями с резьбой 17 нижнего диска. Верхний диск 1 с ребрами жесткости 2 и с цилиндрическими отверстиями 12 и 16 устанавливают на компоненты чувствительного элемента 8, 9, 10 и 11 соосно с нижним диском и чувствительным элементом так, чтобы цилиндрические отверстия 12 верхнего диска и чувствительного элемента располагались соосно с центрирующими лунками 18 нижнего диска, а цилиндрические отверстия 16 верхнего диска и чувствительного элемента располагались соосно с отверстиями с резьбой 17 нижнего диска. В отверстия 16 верхнего диска и чувствительного элемента вставляют цилиндрические направляющие 14, вкручивают в отверстия с резьбой 17 нижнего диска и, не сжимая чувствительный элемент, прижимают друг к другу верхний диск, компоненты чувствительного элемента и нижнего диска регулировочными гайками 15.

На выровненное горизонтальное грунтовое основание 19 устанавливают штамп в сборе, притирают его к грунту основания 19 так, чтобы контактирующие поверхности компонентов нижнего диска 4, 5, 6 и 7 имели непрерывный контакт с грунтом основания. Регулировочными гайками создается предварительное сжатие компонентов чувствительного элемента 8, 9, 10 и 11 и регистрируют начальные показания датчиков перемещений. После нагружения грунтового основания штампом регистрируют текущие значения показаний датчиков перемещений, которые принимают за значение сжатия компонентов чувствительного элемента 8, 9, 10 и 11, по которым судят о величине измеряемого реактивного давления грунтового основания.

Источники информации

1. ГОСТ 20276-2012. Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости. М.: Стандартинформ, 2013. - 49 с.

2. Алексеев В.М. Полевые методы исследования механических свойств грунтов: учеб. пособие / В.М. Алексеев, П.И. Калугин; Воронеж, гос. арх.-строит. ун-т. - Воронеж, 2011. - 112 с.

3. Тер-Мартиросян З.Г. Механика грунтов / Учебное пособие. - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2005. - 488 с.

Штамп для определения деформационных свойств грунтов, включающий плоский диск с ребрами жесткости, стол для установки домкрата, отличающийся тем, что он дополнительно содержит жесткий диск, контактирующий с грунтом, составленный из круга и, по меньшей мере, двух колец, вставленных друг в друга, и расположенный между дисками чувствительный элемент из упругосжимаемого материала, составленный из круга и, по меньшей мере, двух колец, вставленных друг в друга, с зазорами между ними и кругом, при этом жесткие диски и чувствительный элемент соосно ориентированы относительно друг друга цилиндрическими направляющими, оснащенными регулировочными гайками предварительного сжатия чувствительного элемента, при этом верхний диск и чувствительный элемент снабжены соосно ориентированными цилиндрическими отверстиями, а нижний диск снабжен центрирующими лунками для сопряжения с наконечниками датчиков перемещений, закрепленных на верхнем диске.

Изобретение относится к строительству, а именно к способам испытания свай статической нагрузкой. Способ испытания грунтового основания сваей включает приложение на модельную сваю вдавливающей силы, непрерывно возрастающей с постоянной скоростью, синхронную регистрацию вдавливающей силы, времени ее приложения и осадки сваи с шагом 0,005 мм осадки сваи, причем в качестве модельной сваи используют натуральную буронабивную сваю в фундаменте сооружения, на нижнем конце модельной сваи размещают датчик давления грунта, на боковой поверхности модельной сваи размещают измерители вертикальной деформации грунта относительно боковой поверхности сваи и на уровнях измерителей размещают глубинные марки по замкнутому контуру в плане радиусом 1-2 диаметра сваи от оси сваи, в направлениях от оси модельной сваи на соседние рабочие сваи в данном свайном фундаменте, при этом дополнительно регистрируют вертикальную деформацию грунта относительно боковой поверхности сваи, вертикальные перемещения глубинных марок, давление грунта под нижним концом сваи синхронно регистрации осадки сваи с шагом 0,005 мм осадки сваи, а после достижения конечного значения вдавливающей силы при ее постоянной величине до стабилизации осадки модельной сваи по условию 0,005 мм/ч синхронно регистрируют осадку сваи, время ее регистрации, вертикальные деформации грунта относительно боковой поверхности сваи и вертикальные перемещения глубинных марок во всех уровнях их размещения и давление грунта под нижним концом сваи синхронно осадке сваи с шагом 0,005 мм осадки сваи.

Способ определения прочности смерзания грунта // 2749226

Изобретение относится к строительству, а именно к исследованию прочностной характеристики мерзлого грунта, и может быть использовано в инженерной геологии при исследовании свойств грунтов до начала строительства, а также при реконструкции зданий и сооружений. Способ определения прочности смерзания грунта включает размещение исследуемого грунта в форме, их промораживание, прикладывание продавливающего усилия и фиксацию усилия среза образца грунта по образцу материала фундамента.

Способ проведения инженерно-геологических и геотехнических изысканий // 2748876

Изобретение относится к области строительства и предназначено для инженерно-геологических и геотехнических изысканий, проводимых при проектирования оснований объектов капитального строительства. Способ проведения инженерно-геологических и геотехнических изысканий с помощью измерительно-вычислительного комплекса, содержащего буровую установку, компьютер, механизм силового нагружения, устройства для полевых испытаний грунтов, программные средства обработки данных измерений и управления механизмом силового нагружения, корреляционные зависимости между параметрами испытаний и характеристиками грунтов.

Способ испытания грунтового основания сваей // 2745499

Способ мониторинга состояния многолетнемерзлых грунтов, служащих основанием для зданий и сооружений, и устройство для его осуществления // 2743547

Изобретение относится к геотехническому мониторингу многолетнемерзлых грунтов и предназначено для прогнозирования критических осадок фундаментов зданий и сооружений на многолетнемерзлых грунтах. Способ мониторинга состояния многолетнемерзлых грунтов, служащих основанием для фундаментов зданий и сооружений, включает возбуждение колебаний, определение скорости и времени вступления продольной волны, проходящей через массив грунтов.

Стенд для моделирования процесса деформирования грунта уплотняющим веществом // 2733534

Изобретение относится к исследованиям процесса деформации твёрдых сред. Стенд включает две плиты (1) и (2), между которыми размещён испытуемый материал (3).

Устройство для измерения сдвиговых деформаций грунта относительно поверхности бетонной конструкции // 2733339

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам для измерения деформаций грунтов. Устройство для измерения сдвиговых деформаций грунта относительно поверхности бетонной конструкции включает репер в виде трубы с боковым продольным сквозным пазом, чувствительный элемент, соединенный с передаточным стержнем, втулку, измеритель линейных перемещений.

Почвенный бур-пробоотборник // 2732907

Изобретение относится к устройствам для отбора почвы с нарушенной структурой и может быть использовано для отбора различных почвенных образцов в полевых условиях как для научных целей, так и для оценки качества земель сельскохозяйственного назначения. Почвенный бур-пробоотборник содержит цилиндрическую штангу с центрирующей ручкой, выполненной с возможностью вращения, на верхнем конце штанги закреплен кривошип с рукояткой, на нижнем - раскрывающийся цилиндрический стакан с резцами, между ними - ограничительный узел с диском, и опорную площадку со штырями, направляющей гильзой и кронштейном с С-образным упором.

Способ построения кривой деформирования грунта // 2728739

Изобретение относится к области строительства и предназначено для оперативного построения предполагаемой кривой деформирования грунта и оценки физико-механических характеристик грунтов оснований, обеспечивающих методы расчета оснований, фундаментов и подземных сооружений исходной информацией. Способ построения кривой деформирования грунта включает испытания грунта, по которым производят графическое построение предполагаемой кривой деформирования грунта.

Устройство для статического зондирования грунта // 2726092

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам для исследования деформационных и реологических характеристик грунтов зондированием пластинчатым зондом при инженерно-геологических изысканиях и может быть применено при определении качества грунтовых оснований зданий и различных земляных сооружений.

Прибор для определения деформационных и прочностных свойств грунтов // 2753244

Изобретение относится к строительству применительно к определению деформационных и прочностных свойств грунтов. Прибор содержит гильзу для образца грунта, перфорированные днище и поршень, механизм нагружения поршня, по меньшей мере, два размещенных в поршне штампа, составленных из втулок, вставленных друг в друга, и механизм нагружения штампов. Достигается расширение технических возможностей, а также повышение точности и достоверности определения. 5 ил.