УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НОРМАЛЬНЫХ СИЛ МОРОЗНОГО ПУЧЕНИЯ ГРУНТА

Полезная модель относится к области строительства, в частности, к определению нормальных сил морозного пучения грунта.
Известно устройство для определения сил выпучивания в полевых условиях, содержащее анкерную опору, анкерные тяги, модель фундамента, опорные плиты, рабочую пластину, стальной шарик, натяжные гайки (см. В.О. Орлов и др. «Пучение промерзающих грунтов и его влияние на фундаменты сооружений», Стройиздат, Ленинградское отделение, 1977 г., стр. 130).
Недостатком известного устройства является недостаточная информативность результатов измерений.
Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство по авторскому свидетельству СССР №990960, МПК E02D 1/00, опубл. в БИ №3, 23.01.83, содержащее анкерную сваю, силоизмерительное устройство, модель фундамента, угловые трубы с размещенными в них мерзлотомером и гирляндой термометров.
Недостатком рассматриваемого устройства является отсутствие возможности измерения нормальных сил пучения.
Технической задачей заявляемой полезной модели является измерение нормальных сил морозного пучения.
Поставленная задача решается следующим образом. Предлагается в устройстве, содержащем анкерную сваю, силоизмерительное устройство, модель фундамента, трубчатые элементы с размещенными в них мерзлотомером и гирляндой термометров, согласно техническому решению, модель фундамента выполнена в виде кольцевой плиты, насаженной на анкерные тяги, нижние концы которых жестко закреплены во внутренней полости трубчатой сваи, а верхние концы тяг объединены опорной плитой, при этом кольцевая плита снабжена П-образной рамной конструкцией, а силоизмерительное устройство расположено между рамной конструкцией и опорной плитой.
Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения и чертежом. На фиг. 1 представлено устройство (продольный разрез).
Устройство включает уложенную на грунт 1 кольцевую плиту 2 с рамной конструкцией 3, насаженную на анкерные тяги 4, закрепленные нижними концами в полости 5 трубчатой сваи 6, погруженной в грунт 1 и заанкеренной ниже глубины сезоннопромерзающего слоя 7, опорную плиту 8, жестко скрепленную с тягами 4 и силоизмерительное устройство 9, установленное между рамной конструкцией 3 и опорной плитой 8, мерзлотомер и гирлянду с термометрами «на чертеже не показаны».
Монтаж устройства производится следующим образом. При помощи бурового оборудования в грунт 1 погружается на расчетную глубину ниже деятельного слоя 7 свая 6, в полости 5 которой неподвижно закреплены анкерные тяги 4, объединенные в верхней части опорной плитой 8. Далее на анкерные тяги 4 насаживают кольцевую плиту 2 с рамной конструкцией 3, между которой и плитой 8 устанавливают силоизмерительное устройство 9, например, динамометр сжатия. После монтажа устройство готово к работе.
Устройство работает следующим образом.
При промерзании грунта 1 под подошвой кольцевой плиты 2 возникают нормальные силы морозного пучения (σ), действующие по нормали по всей площади подошвы кольцевой плиты 1. С нарастанием отрицательных температур атмосферного воздуха и одновременным увеличением глубины промерзания грунта происходит рост сил пучения и их вертикальное воздействие на кольцевую плиту 1, свободно расположенную в деятельном слое 7 грунта 1. При перемещении вверх усилие от нормальных сил морозного пучения воспринимается кольцевой плитой 2 и через рамную конструкцию 3 передается на силоизмерительное устройство 9, зафиксированное неподвижной опорной плитой 8 на анкерных тягах 4. При этом силоизмерительное устройство деформируется (сжимается) и регистрирует величину усилия.
Кольцевая плита 2 может быть выполнена составной по высоте и устанавливаться с заглублением в грунт 1 на требуемую глубину в зависимости от вида и состояния грунта. При этом боковая поверхность плиты 2 должна быть защищена от воздействия касательных сил пучения защитной оболочкой (на чертеже не показана).
Устройство может работать в двух режимах:
а) в режиме непрерывного измерения суммарных нормальных сил пучения грунтов;
б) в режиме измерения максимальной величины суммарных сил пучения грунтов за определенный период времени.