PL75223B2 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo Zgloszenie ogloszono: 27.02.1974 Opis patentowy opublikowano 30.09.1975 75 223 KI. 84c,l/00 MKP E02d 1/00 Twórcawynalazku: Jerzy Kulesza Uprawniony z patentu tymczasowego: Osrodek Badawczo-Rozwojowy Bu¬ downictwa Wodno-Inzynieryjnego „Hydrobudowa" Warszawa (Polska) Sposób badania dynamicznych wlasnosci gruntu i sonda do badania gruntów tym sposobem Przedmiotem wynalazku jest sposób badania dynamicznych wlasnosci gruntu i sonda do ba^ dania gruntów tym sposobem.Stosowane dotychczas sposoby i urzadzenia do badania mechanicznych wlasnosci gruntów pole- f gaja na stosowaniu do pomiarów polowych sond udarowych, sond udarowo-obrotowych, sond wci¬ skanych lub sond pograzanych wibracyjnie, skla¬ dajacych sie z zerdzi, urzadzenia udarowego lub wciskajacego oraz stozkowej koncówki o znorma¬ lizowanych wymiarach. Takie sondy mierza wiel¬ kosc wypadkowego oporu stanowionego przez ba¬ dany grunt podczas pograzania lub obracania sondy.Badania wykonywane tymi sondami, dla wla¬ sciwej interpretacji wyników, wymagaja uprzed¬ nich wiercen geologiczno-inzynierskich badanego gruntu. Wyniki takich badan sa niedokladne, a szczególnie przy badaniach gruntów na wiekszych glebokosciach, a takze w przypadku badan dna zbiorników wodnych wykonanych z niestabilnego ukladu plywajacego, kiedy to zdarzaja sie wybo- czenia dlugich zerdzi.Celem wynalazku jest usuniecie tych niedogod¬ nosci i niedokladnosci wyników badan.Sposobem wedlug wynalazku pograza sie w badanym gruncie jednym ze znanych sposobów sztywna rure, na której zakonczeniu zamocowany jest wibrator. Po pograzeniu w gruncie wibra¬ tora na zadana glebokosc wlacza sie uklad zasila¬ jacy wibrator, co wywoluje ruch obrotowy walu wibratora wraz z zespolonym z nim bezwlad- nikiem. Z walem wibratora obraca sie jednoczes¬ nie przymocowany do niego magnes, którego po¬ lozenie jest rejestrowane na urzadzeniu odczyto¬ wym. Umieszczone w tej samej obudowie wibra¬ tora czujniki przyspieszenia drgan calego wibra¬ tora pozwalaja na ustalenie jego amplitudy. Znaj¬ dujacy sie na powierzchni terenu uklad pomia¬ rowy wykazuje wielkosci przesuniecia fazowego sily wymuszajacej wibratora generowanej przez obracajacy sie bezwladnik wzgledem przyspie¬ szenia wibratora. Wielkosc tak wykazywanego przesuniecia fazowego, przy danej czestotliwosci obrotów walu wibratora, okresla zaleznosc od¬ ksztalcen sprezystych od odksztalcen plastycz¬ nych otaczajacego wibrator badanego gruntu, pod¬ danego harmonicznie zmiennej sile wymuszaja- cej wibratora.Sonda do badania gruntu sposobem wedlug wy¬ nalazku stanowi wibrator wglebny, pograzany w badany grunt za pomoca stalowej rury, na koncu której jest zamocowany. Wibrator jest zasilany energia z zasilajacego ukladu pradem lub po¬ wietrzem pod cisnieniem. Drgania wibratora po¬ grazanego w badanym gruncie sa analizowane przez elektroniczny uklad pomiarowy.Schemat sondy wedlug wynalazku jest przed- 30 stawiony na fig. 1, a fig. 2 przedstawia pionowy 10 15 20 75 22375 223 3 4 przekrój wibratora, zas fig. 3 jego przekrój po¬ przeczny.Sonda wedlug wynalazku sklada sie z wibratora 1 pograzanego w badanym gruncie za pomoca stalowej rury 4, ukladu zasilajacego 2, oraz z elektronicznego ukladu pomiarowego 3. Wibrator 1 wewnatrz swojej obudowy 5 miesci silnik 6, przykladowo elektryczny lub pneumatyczny, na którego wale 7 jest osadzony bezwladnik 8 oraz magnes 9. Na tej sarnej wysokosci co magnes 9, na wewnetrznej powierzchni obudowy 5 wibrato¬ ra jest zamieszczona cewka indukcyjna 10, która jest polaczona ekranowym przewodem z elektro¬ nicznym ukladem pomiarowym 3. W górnej czesci obudowy wibratora 5 sa zamieszczane dwa elek¬ troniczne mierniki przyspieszenia akcelerometry 11, które kazdy z osobna, sa polaczone przewoda¬ mi ekranowymi z elektronicznym ukladem pomia¬ rowym 3. Elektroniczny uklad pomiarowy sklada sie z trzech obwodów. Pierwszy jest obwodem cewki indukcyjnej 10, a pozostale dwa sa obwo¬ dami elektronicznych akcelerometrów 11. Uklad pomiarowy 3 jest poza tym wyposazony w oscy¬ lograf polaczony do trzech obwodów tego ukladu.Wibrator 1 jest polaczony przewodami przecho¬ dzacymi wewnatrz stalowej rury 4 z ukladem zasilajacym 2 oraz z elektronicznym ukladem po¬ miarowym 3. Stalowa rura 4, sluzy do pograza¬ nia sondy w gruncie i jej wyciagania po dokona¬ niu pomiarów.Pomiaru sonda wedlug wynalazku dokonuje sie przez pograzanie w badany grunt sondy za po¬ moca stalowej rury 4. Po osiagnieciu przez wi¬ brator pozadanej glebokosci wlacza sie uklad za¬ silajacy 2, którym jest napedzany wibrator 1.Przyspieszenia wibratora sa rejestrowane przez akcelerometry 11 i sa mierzone w elektronicznym ukladzie pomiarowym 3, a przesuniecia fazowe przyspieszenia sily wymuszajacej drgania wibra¬ tora 1 rejestrowane sa za pomoca cewki induk¬ cyjnej 10 i wykazywane w elektronicznym ukla¬ dzie pomiarowym 3, jako róznica miedzy impul¬ sem z cewki indukcyjnej 10 a impulsem z akce- lerometru 11. Przy znanej czestotliwosci drgan wibratora okresla sie parametry dynamiczne ukla¬ du grunt-wibrator. Przy czym wielkosc przesu¬ niecia fazowego okresla zaleznosc odksztalcen sprezystych od odksztalcen plastycznych otacza¬ jacego gruntu, poddanego zmiennej sile wymusza¬ jacej wibratora 1. Na podstawie wielkosci przy¬ spieszenia mierzonego w ukladzie pomiarowym 3, przy znanej czestotliwosci, ustala sie amplitude drgan wibratora w badanym gruncie.Dla dokonania kompleksowej analizy dynamicz¬ nych parametrów gruntu przeprowadza sie bada¬ nia sonda przy zasilaniu wibratora róznymi cze¬ stotliwosciami drgan.Sposób i sonda wedlug wynalazku pozwalaja na precyzyjny pomiar parametrów dynamicznych badanego gruntu oraz na okreslenie, przy danej czestotliwosci drgan, stalej sprezystosci, na ozna¬ czenie stalej tlumienia wiskotycznego ukladu wi- brator-otaczajacy grunt, a takze na pomiar cze¬ stotliwosci rezonansu ukladu wihrator-badany, otaczajacy grunt.Dokladnosc pomiaru sposobem i sonda wed¬ lug wynalazku jest niezalezna od glebokosci po¬ miaru, bowiem sila wymuszajaca drgania wibra¬ tora jest generowana przez wirujacy bezwladnik napedzany silnikiem znajdujacym sie wewnatrz obudowy wibratora. PL PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób badania dynamicznych wlasnosci grun¬ tu, znamienny tym, ze pograza sie w badanym gruncie, jednym ze znanych sposobów, sztywna rure, na której zakonczeniu zamocowany jest wi¬ brator, a po pograzeniu w gruncie na zadana gle¬ bokosc wlacza sie uklad zasilajacy, co wywoluje ruch obrotowy walu wibratora, na którym jest za¬ mocowany bezwladnik z przymocowanym do nie¬ go magnesem, a polozenie tego magnesu jest re¬ jestrowane na urzadzeniu odczytowym, zas umieszczone w tej samej obudowie wibratora, czujniki przyspieszenia drgan calego wibratora przekazuja do znajdujacego sie na powierzchni terenu, ukladu pomiarowego wielkosci przesunie¬ cia sily wymuszajacej wibratora, generowanej przez obracajacy sie bezwladnik, wzgledem przy¬ spieszenia wibratora, co przy danej czestotliwosci obrotów walu wibratora, okresla zaleznosc od¬ ksztalcen sprezystych od odksztalcen plastycznych otaczajacego wibrator gruntu podanego harmo¬ nicznie zmiennej sile wymuszajacej wibratora.

2. Sonda do badania dynamicznych wlasnosci gruntu sposobem wedlug zastrz. 1 znamienna tyra, ze sklada sie z wibratora (1) pograzanego w ba¬ danym gruncie, jednym ze znanych sposobów, za pomoca stalowej rury (4) ukladu pomiarowego (3).

3. Sonda wedlug zastrz. 2, znamienna tym, ze jej wibrator (1) wewnatrz swojej obudowy (3) miesci silnik (6), przykladowo elektryczny lub pneumatyczny, na którego wale (7) jest osadzony bezwladnik (8) oraz w magnes (2), a na wewnetrz¬ nej powierzchni obudowy (5) wibratora jest za¬ mieszczona cewka indukcyjna (10), która indu¬ kuje sile elektromotoryczna generujaca sie przy przesuwaniu magnesu (9) wzgledem niej.

4. Sonda wedlug zastrz. 2 i 3, znamienna tym, ze sklada sie z wibratora (1) pograzanego w ba- zamieszczone dwa elektroniczne mierniki przyspie¬ szenia (11) akcelerometry, które kazdy z osobna, sa polaczone przewodami ekranowanymi z elektro¬ nicznym ukladem pomiarowym (3).

5. Sonda wedlug zastrz. 2, 3 i 4, znamienna tym, ze jej elektroniczny uklad pomiarowy sklada sie z trzech obwodów, z których jeden jest obwodem cewki indukcyjnej (10), a pozostale dwa sa ob¬ wodami elektronicznych akcelerometrów (11).

6. Sonda wedlug zastrz. 2, 3, 4 i 5, znamienna tym, ze jej uklad pomiarowy jest wyposazony w oscylagraf polaczony do trzech obwodów. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55KI. 84c, 1/00 75 223 MKP E02d 1/00 Fig. 1 Fig. 5KI. 84c, 1/00 75 223 MKP E02d 1/00 ERRATA Lam 4, wiersz 50 jest: ze sklada sie z wibratora (1) pograzonego w ba- powinno byc: ze w górnej czesci obudowy (5) wibratora (1) sa Bltk 3327/74 125 egz. A4 Cena 10 zl PL PL