УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТОВЫХ ОСНОВАНИЙ ОСЕСИММЕТРИЧНЫМИ МОДЕЛЯМИ ФУНДАМЕНТОВ
PLANT FOR TESTING OF EARTH FOUNDATIONS BY AXISYMMETRIC FOUNDATION MODELS

Изобретение относится к области строительства и предназначено для исследования деформативности грунтовых оснований при нагружении осесимметричными моделями фундаментов.
В качестве осесимметричных моделей фундаментов в плане могут использоваться штампы различной формы и конфигурации по глубине, конструктивные элементы моделей плитно-свайных и свайных фундаментов, состоящих из свай призматической, пирамидальной и конусной формы в продольном разрезе, работающих на вдавливающую или на выдергивающую нагрузки. В качестве модификаций грунтовых оснований могут использоваться песчано-армированные подушки с геосинтетическими материалами и армирующими элементами.
Под осесимметричными моделями фундаментов понимаются модели фундаментов в соотношениях от 1:10 до 1:20 к натурному размеру реальных фундаментов разрезанных пополам вдоль их вертикальной оси симметрии в условиях осесимметричной задачи.
Из известных технических решений наиболее близким к предлагаемому является установка для испытания прочности дорожных одежд и грунтовых оснований, содержащая грунтовый канал с дорожной одеждой, гидравлический или механический домкрат с динамометром, круглый жесткий штамп, индикаторы и упорную балку. Для проведения испытаний грунтовый канал разделен на отсеки, каждый из которых заполнен определенным типом грунта, поверх которого устроены дорожные одежды. По боковым сторонам канала размещены анкерные стойки, к которым закреплены направляющие для перемещения упорной балки над грунтовым основанием или дорожной одеждой [RU 2338827 C1, МПК 6 E01C 23/07, опубл. 20.11.2008].
Основные недостатки данной установки следующие: конструкция грунтового канала не позволяет проводить исследования деформативности грунтовых оснований при нагружении осесимметричными моделями фундаментов, нагружение штампа при помощи домкрата через упорную балку исключает возможность проведения испытаний на выдергивающие нагрузки, конструкция установки не позволяет осуществлять визуальный контроль за перемещением фиксированных точек грунтового основания в процессе погружения (извлекания) штампа.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является разработка конструкции установки, устраняющей выявленные недостатки известного технического решения.
Технический результат изобретения состоит в разработке новой конструкции установки для испытания грунтовых оснований осесимметричными моделями фундаментов на вдавливающую и выдергивающую нагрузки с целью исследования их деформативности путем визуального наблюдения за перемещениями фиксированных точек в грунтовом основании через прозрачный экран в процессе погружения (извлекания) осесимметричных моделей фундаментов.
Требуемый технический результат достигается за счет конструктивных элементов предлагаемой установки для испытаний. Установка состоит из рабочего лотка цилиндрической формы, выполненного из половины трубы, образованной вследствие разреза цельной трубы на половину вдоль оси симметрии, к которой крепится съемная вертикальная прозрачная стенка, выполненная из утолщенного органического стекла с обрамляющими металлическими элементами. В верхней части (в месте максимальных давлений) съемная стенка усилена горизонтальной фермой. Жестким основанием для установки является станина, выполненная из двух горизонтальных швеллеров. Силу прижатия вертикальной стенки к помещенному в рабочую емкость грунту возможно регулировать. В целях исключения деформаций стекла в процессе эксперимента заранее до начала эксперимента на вертикальную стенку устанавливаются и закрепляются прижимная рама и прижимная ферма. Вдавливающая или выдергивающая нагрузка на осесимметричную модель фундамента передается при помощи рабочего заранее уравновешенного рычага. Нагрузка от рычага передается на специальное приспособление, состоящее из вертикальной направляющей и силового приспособления, перемещающегося вдоль направляющей и передающего нагрузку от рычага на модель фундамента, предусматривающее установку пружинных динамометров (или других регистрирующих приборов) для измерения усилия вдавливания или выдергивания. В качестве реперной системы для закрепления прогибомеров на лотке используется рамная конструкция. В целях обеспечения необходимой точности определения вертикальных перемещений модели фундамента реперная система не связана с элементами конструкций лотка, участвующих в нагружении осесимметричной модели фундамента. В случае испытания грунтового основания сложенного сыпучим грунтом (или грунтом с малым коэффициентом сцепления) в конструкции лотка предусмотрен поворотный шарнир, при помощи которого осуществляется поворот лотка до 90 градусов при помощи двух гидравлических домкратов, прикрепленных к станине из двух швеллеров расположенных симметрично под днищем рабочего лотка.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен вид сверху на установку, на фиг. 2 - продольный разрез фиг. 1, на фиг. 3 - поперечный разрез фиг. 1.
Установка состоит из рабочего лотка 1, жесткого основания - станины 2, вертикальной стенки 3, горизонтальной фермы 4, прижимной рамы 5 и прижимной фермы 6, рабочего рычага 7, центрирующего нагрузку приспособления 8 с вертикальной направляющей 9 и силовым приспособлением 10, перемещающимся вдоль вертикальной направляющей 9 и предусматривающим установку динамометров (или других регистрирующих приборов) 11 для измерения усилия вдавливания или выдергивания, реперной системы 12 для закрепления прогибомеров 13, которая не связана с элементами конструкций лотка, участвующих в нагружении осесимметричной модели фундамента. В случае работы с сыпучим грунтом (или грунтом с малым коэффициентом сцепления) в конструкции лотка предусмотрен поворотный шарнир 14, при помощи которого осуществляется поворот лотка вдоль рабочей оси установки до 90 градусов при помощи двух гидравлических домкратов 15, прикрепленных к жесткому основанию - станине 2 из двух швеллеров, расположенных симметрично под днищем рабочего лотка 1.