Патент на изобретение №2303100

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2303100 (13) C1
(51) МПК

E02D1/00 (2006.01)
G01N3/08 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 29.11.2010 – прекратил действие, но может быть восстановлен

(21), (22) Заявка: 2006113848/28, 24.04.2006

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

24.04.2006

(46) Опубликовано: 20.07.2007

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
RU 2272101 C1, 20.03.2006. RU 2169356 C1, 20.60.2001. SU 1571465 A1, 15.06.1990. SU 945280 A1, 23.07.1892. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости. Метод компрессионного сжатия. ГОСТ12248-96. Изд. стандартов, 01.01.1997.

Адрес для переписки:

170026, г.Тверь, наб. А. Никитина, 22, ТГТУ, отдел охраны авторских прав и защиты информации

(72) Автор(ы):

Трофимов Валерий Иванович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования “Тверской государственный технический университет” (RU)

(54) СПОСОБ ТРЕХОСНЫХ ИСПЫТАНИЙ ГРУНТА

(57) Реферат:

Изобретение относится к области строительства, и в частности к способам для определения физико-механических свойств грунтов. Технический результат – разработка более эффективного способа трехосных испытаний грунта в условиях регулируемого объемного напряженного состояния, который достигается тем, что в способе трехосных испытаний грунта путем приложения давления к трем граням кубического образца с замером напряжений: 1, 2, 3 и деформаций: 1, 2, 3 по трем координатным осям и определением абсолютной и относительной погрешности параметра Лоде-Надаи – вида напряженно-деформированного состояния, производят поочередное приложение давления к трем прилежащим граням и трем противолежащим граням с замером в каждом случае напряжений и деформаций, сравнивают отклонения и определяют абсолютную и относительную погрешности параметра Лоде-Надаи, по которым судят о характере искажения напряженно-дефомированного состояния и определяют средние значения 1cp, 2ср, 3ср, 1cp, 2cp, 3ср. 5 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к способам для определения физико-механических свойств грунтов.

Известен способ трехосных испытаний грунта путем приложения давления ко всем граням образца (Бугров А.К., Нарбут P.M., Сипидин В.П. Исследование грунтов в условиях трехосного сжатия. – Л.: Стройиздат, 1987, с.107-108).

Недостатком данного способа является отсутствие возможности моделирования циклических знакопеременных нагрузок, что снижает эффективность способа.

Наиболее близким техническим решением является способ трехосных испытаний грунта путем приложения давления к трем прилежащим граням (A.с.1032093, E02D 1/00)

Недостатком известного способа является то, что в процессе нагружения образца за счет касательного смещения нагружающих плит и последующего его объемного деформирования, происходит смещение центра тяжести и, как следствие, искажается напряженно-деформированное состояние (НДС) образца. Кроме того, невозможно проведение испытаний с циклическими (знакопеременными)нагрузками, что также снижает эффективность способа.

При создании настоящего изобретения была поставлена задача по устранению указанных недостатков и разработке более эффективного способа трехосных испытаний грунта в условиях регулируемого объемного напряженного состояния.

Поставленная задача достигается тем, что в способе трехосных испытаний грунта путем приложения давления к трем граням кубического образца с замером напряжений: 1, 2, 3 и деформаций: 1, 2, 3 по трем координатным осям и определением абсолютной и относительной погрешности параметра Лоде-Надаи – вида напряженно-деформированного состояния, согласно изобретению производят поочередное приложение давления к трем прилежащим граням и трем противолежащим граням с замером в каждом случае напряжений 1 1, 2 1, 3 1, 1 11, 2 11, 3 11, и деформаций 1 1, 2 1, 3 1, 1 11, 2 11, 3 11, сравнивают отклонения (1 11 11), (2 12 11), (3 13 11), (1 11 11), (1 22 11), (3 13 11) и определяют абсолютную () и относительную () погрешности параметра Лоде-Надаи:

=(22-(1+3)/(13)

=(22-(1+3)/(13),

где 1=1 11 11, 2=2 12 11, 3=3 13 11,1=1 11 11,2=2 12 11 1,3=3 13 11), – отклонения напряжений и деформаций по прилежащим и противолежащим граням соответственно;

=( 11 1)/ 1) 100%,

=( 113 11)/ 1 100%,

=(22-(1+3)/(13),

=(22-(1+3)/(13),

где 1, 2, 3, 1, 2, 3, – главные напряжения и деформации, 1 и 11 – параметр напряженного состояния в случае приложения давления к трем прилежащим и трем противолежащим граням соответственно; 1 и 11 – параметр деформированного состояния в случае приложения давления к трем прилежащим и трем противолежащим граням соответственно, по которым судят о характере искажения напряженно-дефомированного состояния и определяют средние значения: 1ср,2ср, 3ср, 1ср, 2ср, 3ср.

При этом повышается эффективность испытаний за счет возможности более точного моделирования объемно-напряженного состояния грунта для различных случаев действия знакопеременной нагрузки. Поочередное нагружение трех прилежащих и трех противолежащих граней в различном соотношении главных напряжений (1, 2, 3) позволяет предотвращать смещение центра тяжести образца, что в меньшей степени искажает его НДС.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема действия главных напряжений по трем рабочим прилежащим граням; на фиг.2 – схема смещения центра тяжести в процессе обжатия образца по прилежащим граням; на фиг.3 – схема нагружения образца по прилежащим граням; на фиг.4 – по противолежащим граням; на фиг.5 – положение центра тяжести в процессе нагружения по прилежащим и противолежащим граням.

Способ реализуется следующим образом. Кубический образец грунта устанавливают в приборе с независимым нагружением по всем трем координатным осям. Далее фиксируют противолежащие грани 1, 2, 3 образца и задают давление по трем прилежащим граням 4, 5, 6 (фиг.3) с заданным соотношением главных напряжений (1 1, 2 1, 3 1), согласно выбранной траектории нагружения, и замером соответствующих деформаций {1 1, 2 1, 3 1). Затем фиксируют прилежащие три грани 4, 5, 6 и задают давление по трем противолежащим граням 1, 2, 3 (фиг.4) (1 11, 2 11, 3 11) с замером соответствующих деформаций (1 11, 2 11, 3 11). При этом центр тяжести 7 образца не смещается, а остается на месте. После этого сравнивают отклонения и : (1 11 11), (2 12 11), (3 13 11), (1 11 11), (2 12 11), (3 13 11), по которым судят о характере искажения полей напряжений и деформаций в образце (без смещения его центра тяжести). В этом случае характер искажения НДС может быть оценен, например, величиной изменения известного параметра Лоде-Надаи (), характеризующего вид напряженного и деформированного состояний (Бугров А.К., Нарбурт P.M., Сипидин В.П. Исследование грунтов в условиях трехосного сжатия. – Л.: Стройиздат, 1987, с.34):

=(22-(1+3)/(13)

=(22-(1+3)/(13),

где 1=1 11 11, 2=2 12 11, 3=3 13 11, 1=1 11 11, 2=2 12 11, 3=3 13 11 – отклонения напряжений и деформаций по прилежащим и противолежащим граням. По величине изменения параметра Лоде-Надаи Д () и судят о характере искажения НДС.

Характер искажения НДС может быть также определен, например, по значению рассчитанной относительной погрешности любой характеристики (Сергеев А.Г., Латышев М.В., Терегеря В.В. Метрология, стандартизация и сертификация. – М.: Логос, 2001, с.47), например, изменения параметра Лоде-Надаи, характеризующего вид напряженного и деформированного состояний:

=( 11 1)/ 1)100%,

=( 11 1)/ 1)100%,

=(22-(1+3)/(13),

=(22-(1+3)/(13),

где 1, 2, 3, 1, 2, 3 – главные напряжения и деформации, 1 и 11 – параметр напряженного состояния в случае приложения давления к трем прилежащим и трем противолежащим граням соответственно, 1 и 11 – подпараметр деформированного состояния в случае приложения давления к трем прилежащим и трем противолежащим граням соответственно.

Процент относительного изменения напряженного или деформированного состояний и будет характеризовать характер искажения НДС.

Далее рассчитывают средние значения напряжений и деформаций по прилежащим и противолежащим граням, которые используются в расчетах в зависимости от объекта строительства (1ср, 2ср, 3ср, 1ср, 2ср, 3ср). Далее цикл нагружения повторяется.

Способ трехосных испытаний грунта опробован в лаборатории строительного павильона ТГТУ на трехосной установке УИТ-1520 с независимым нагруженном по трем координатным осям. Полученные результаты подтверждают возможность моделирования напряженного состояния образца с учетом его циклического и знакопеременного нагружения без смещения центра тяжести образца.

Формула изобретения

Способ трехосных испытаний грунта путем приложения давления к трем граням кубического образца с замером напряжений 1, 2, 3, и деформаций 1, 2, 3 по трем координатным осям и определением абсолютной и относительной погрешностей параметра Лоде-Надаи – вида напряженно-деформированного состояния, отличающийся тем, что производят поочередное приложение давления к трем прилежащим граням и трем противолежащим граням с замером в каждом случае напряжений 1 1, 2 1, 3 1, 1 11, 2 11, 3 11 и деформаций 1 1, 2 1, 3 1, 1 11, 2 11, 3 11, сравнивают отклонения (1 11 11), (2 12 11), (3 13 11), (1 11 11), (2 12 11), (3 13 11) и определяют абсолютную () и относительную () погрешности параметра Лоде-Надаи:

=(22-(1+3)/(13),

=(22-(1+3)/(13),

где 1=1 11 11, 2=2 12 11, 3=3 13 11, 1=1 11 11, 2=2 12 11, 3=3 13 11 – отклонения напряжений и деформаций по прилежащим и противолежащим граням соответственно;

=( 11 1)/ 1)100%,

=( 11 1)/ 1)100%,

=(22-(1+3)/(13),

=(22-(1+3)/(13),

где 1, 2, 3, 1, 2, 3 – главные напряжения и деформации;

1 и 11 – параметр напряженного состояния в случае приложения давления к трем прилежащим и трем противолежащим граням соответственно;

1 и 11 – параметр деформированного состояния в случае приложения давления к трем прилежащим и трем противолежащим граням соответственно, по которым судят о характере искажения напряженно-дефомированного состояния и определяют средние значения 1cp, 2ср, 3ср, 1cp, 2ср, 3ср.

РИСУНКИ


MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 25.04.2008

Извещение опубликовано: 10.05.2010 БИ: 13/2010


Categories: BD_2303000-2303999