RU2576542C2 - E. n. khrustalev(s method of producing uniform contact stress at interaction of material media - Google Patents

E. n. khrustalev(s method of producing uniform contact stress at interaction of material media Download PDF

Info

Publication number
RU2576542C2
RU2576542C2 RU2014132153/28A RU2014132153A RU2576542C2 RU 2576542 C2 RU2576542 C2 RU 2576542C2 RU 2014132153/28 A RU2014132153/28 A RU 2014132153/28A RU 2014132153 A RU2014132153 A RU 2014132153A RU 2576542 C2 RU2576542 C2 RU 2576542C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
media
contact
interaction
angle
internal friction
Prior art date
Application number
RU2014132153/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014132153A (en
Inventor
Евгений Николаевич Хрусталёв
Original Assignee
Евгений Николаевич Хрусталёв
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Николаевич Хрусталёв filed Critical Евгений Николаевич Хрусталёв
Priority to RU2014132153/28A priority Critical patent/RU2576542C2/en
Publication of RU2014132153A publication Critical patent/RU2014132153A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2576542C2 publication Critical patent/RU2576542C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention relates to the possibility of achieving uniform stress-strain state in the zone of contact of two material media. Substance of invention consists in that is the contact surface of more strong material medium convex hemispherical shape with radii interaction R w e d . s f = 0,5 b 2 + l 2 / sin φ c l о
Figure 00000036
- for a rectangular area of contact, R w e d . s f = 0,5 d / sin φ c l о
Figure 00000037
- for round contact area, R n = 0,5 b / sin φ c l о
Figure 00000038
- for semi-cylindrical shape contact width b, where φ c l о
Figure 00000039
- internal friction angle medium with a deformed or intact, weaker strength.
EFFECT: enabling determination of geometrical parameters of contacting material media with uniform distribution of stresses between them.
1 cl, 3 dwg

Description

Способ Хрусталева Е.Н. получения равномерного контактного напряжения при взаимодействии материальных сред.The way Khrustaleva E.N. obtaining uniform contact stress during the interaction of material media.

Изобретение относится к области «Физики материального контактного взаимодействия» и касается возможности достижения равномерного напряженно-деформированного состояния в зоне контакта материальных сред, характеризующихся физическими параметрами - углом φ0 внутреннего трения и удельным сцеплением с (кГ/см2).The invention relates to the field of “Physics of Material Contact Interaction” and relates to the possibility of achieving a uniform stress-strain state in the contact zone of material media characterized by physical parameters - angle φ 0 of internal friction and specific adhesion with (kg / cm 2 ).

Известен способ получения равномерного контактного напряжения в зоне взаимодействия двух материальных сред - слабого грунтового основания с физическими параметрами - углом

Figure 00000001
внутреннего трения и удельным сцеплением сГ (кГ/см2) с абсолютно гибким или абсолютно жестким сферическим штампом, при этом угол сектора полуконтакта сферического гибкого или жесткого штампа с грунтовым основанием в фазе максимальной упругости грунтового основания составляет величину
Figure 00000002
,A known method of obtaining uniform contact stress in the zone of interaction of two material media - a weak soil base with physical parameters - angle
Figure 00000001
internal friction and specific adhesion with Г (kg / cm 2 ) with an absolutely flexible or absolutely rigid spherical stamp, while the angle of the sector of the half-contact of a spherical flexible or rigid stamp with a soil base in the phase of maximum elasticity of the soil base is
Figure 00000002
,

а с торфяной залежью -

Figure 00000003
and with a peat deposit -
Figure 00000003

Figure 00000004
,
Figure 00000004
,

где

Figure 00000005
- краевая критическая нагрузка для торфяной залежи,
Figure 00000006
- давление потери структурной прочности среды при растяжении,Where
Figure 00000005
- edge critical load for peat deposits,
Figure 00000006
- pressure loss of structural strength of the medium in tension,

Figure 00000007
- критическое давление для среды под центром штампа [1, 2].
Figure 00000007
- critical pressure for the medium under the center of the stamp [1, 2].

Расчетные значения угла

Figure 00000008
максимального полуконтакта материальных сред по радиусу R сферы или цилиндра практически оказываются заниженными для структурированных грунтов с углом внутреннего трения
Figure 00000009
в 3,0…8 раз и для структурированных торфяных залежей с
Figure 00000010
- соответствующими углу
Figure 00000011
внутреннего трения торфа или заниженным в 3 раза.Design Angles
Figure 00000008
the maximum semi-contact of material media along the radius R of a sphere or cylinder is practically underestimated for structured soils with an angle of internal friction
Figure 00000009
3.0 ... 8 times for structured peat deposits with
Figure 00000010
- corresponding to the corner
Figure 00000011
internal friction of peat or underestimated by 3 times.

Установлено на сегодняшний день, что только в предельном фазовом напряженно-деформированном состоянии материальной среды при ее разрушении угол полуконтакта двух сред должен соответствовать углу внутреннего трения наиболее слабой по прочности среды

Figure 00000012
[2].It has been established to date that only in the limiting phase stress-strain state of a material medium when it is destroyed, the half-contact angle of two media should correspond to the angle of internal friction of the weakest medium in strength
Figure 00000012
[2].

Технический результат по способу получения равномерного контактного напряжения при взаимодействии материальных сред, заключающемуся в том, что определяют и сравнивают упругие прочностные параметры контактирующих материальных сред - углы φ0 внутреннего трения и удельные сцепления с (кГ/см2), рассматривают деформируемую наиболее слабую материальную среду с углом внутреннего трения

Figure 00000013
и удельным сцеплением ссл (кГ/см2), достигается тем, что полный контакт двух сред производят по полусферической или полуцилиндрической поверхности, выпуклой со стороны более слабой среды под углом, равным удвоенному углу (2φ0) внутреннего трения более слабой по прочности среды, с радиусами взаимодействия двух контактирующих полусферических поверхностей
Figure 00000014
- прямоугольных в плане со сторонами (b×l),
Figure 00000015
- круглых в плане с диаметром d и полуцилиндрических поверхностей
Figure 00000016
- прямоугольных в плане и шириной b, где угол внутреннего трения
Figure 00000017
для структурированной среды и
Figure 00000018
- для среды с нарушенной структурой.The technical result according to the method of obtaining uniform contact stress during the interaction of material media, which consists in determining and comparing the elastic strength parameters of the contacting media - angles φ 0 of internal friction and specific adhesion with (kg / cm 2 ), consider the deformable weakest material medium with angle of internal friction
Figure 00000013
and specific adhesion to sl (kg / cm 2 ), it is achieved by the fact that two media are in full contact on a hemispherical or semi-cylindrical surface, convex from the side of a weaker medium at an angle equal to twice the angle (2φ 0 ) of internal friction, which is weaker in strength of the medium , with the radii of interaction of two contacting hemispherical surfaces
Figure 00000014
- rectangular in plan with sides (b × l),
Figure 00000015
- round in plan with diameter d and semi-cylindrical surfaces
Figure 00000016
- rectangular in plan and width b, where the angle of internal friction
Figure 00000017
for a structured environment and
Figure 00000018
- for an environment with a disturbed structure.

Предлагаемый способ впервые позволяет определить геометрические параметры контактирующих материальных сред с равномерным распределением между ними напряжений через физический параметр наиболее слабой по прочности и наиболее деформируемой материальной среды - угол

Figure 00000019
ее внутреннего трения, что повышает несущую способность и устойчивость сооружений на грунтовых основаниях, износоустойчивость и надежность работы контактирующих деталей машин.The proposed method for the first time allows you to determine the geometric parameters of the contacting material media with a uniform distribution of stress between them through the physical parameter of the weakest in strength and the most deformable material medium - the angle
Figure 00000019
its internal friction, which increases the bearing capacity and stability of structures on soil bases, wear resistance and reliability of the contacting machine parts.

Предлагаемое изобретение поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 - общий вид фундаментной плиты здания в отрытом котловане с выпуклой контактной поверхностью под радиус сферы Rсф или радиус цилиндрической поверхности прямоугольного фундамента длиной (1) и шириной (b) с равномерной эпюрой контактных напряжений σк - const; на фиг. 2 - вид А фиг. 1 фундаментной плиты с цилиндрической поверхностью; на фиг. 3 - вид А фиг. 1 фундаментной плиты со сферической поверхностью.The invention is illustrated by graphic materials, where in FIG. 1 - a general view of the foundation plate buildings in an open trench with a convex contact surface for the sphere radius R sph or radius cylindrical surface of a rectangular foundation length (1) and width (b) with the uniform contact stress σ Diagrams to - const; in FIG. 2 is a view A of FIG. 1 foundation plate with a cylindrical surface; in FIG. 3 is a view A of FIG. 1 foundation plate with a spherical surface.

Пример реализации способа. Монолитная фундаментная плита 1 (фиг. 1) со зданием прямоугольной формы (b×l) (см.) (фиг. 2) проектируется на грунтовом основании, сложенном суглинком с удельным весом γстр=0,0022 (кГ/см3), с углом внутреннего трения

Figure 00000020
и удельным сцеплением сстр=0,2 (кГ/см2). Вес нагруженной плиты 250 т, габариты плиты b×l=6 м × 8 м, площадь плиты F=48 м2. Плита укладывается на дне котлована 2 глубиной Н=2 м. Определим форму и параметры поверхности плиты с равномерно распределенным контактным давлением σк - const по ее площади.An example implementation of the method. A monolithic foundation slab 1 (Fig. 1) with a rectangular building (b × l) (see) (Fig. 2) is designed on a soil base, folded with loam with a specific gravity of γ p = 0.0022 (kg / cm 3 ), with angle of internal friction
Figure 00000020
and specific adhesion with p = 0.2 (kg / cm 2 ). The weight of the loaded plate is 250 tons, the dimensions of the plate are b × l = 6 m × 8 m, and the area of the plate is F = 48 m 2 . The plate is laid at the bottom of the pit 2 with a depth of H = 2 m. We determine the shape and parameters of the surface of the plate with a uniformly distributed contact pressure σ k - const over its area.

Упругое состояние суглинка под плитой обеспечивается при контактном давлении р≤рб, где гравитационное (бытовое) давление в грунте

Figure 00000021
с ненарушенной структурой. Рабочее давление под плитой pp=Р/F=250000/480000=0,52 (кГ/см2), что свидетельствует о том, что суглинок под плитой находится в нарушенном состоянии. Угол внутреннего трения суглинка в нарушенном состоянии
Figure 00000022
The elastic state of the loam under the plate is provided at a contact pressure p≤p b , where gravitational (household) pressure in the soil
Figure 00000021
with undisturbed structure. The working pressure under the plate p p = P / F = 250000/480000 = 0.52 (kg / cm 2 ), which indicates that the loam under the plate is in an impaired state. Loam loam internal friction angle
Figure 00000022

Таким образом, для создания равномерного контактного напряжения между суглинком и нагруженной фундаментной плитой необходимо прямоугольную площадь контакта плиты с грунтом выполнить выпуклой полусферической с радиусом сферыThus, to create a uniform contact stress between the loam and the loaded base plate, it is necessary to make a rectangular contact area of the plate with the soil convex hemispherical with a radius of the sphere

Figure 00000023
(фиг. 3) или выпуклой полуцилиндрической (фиг. 2) с радиусом полуцилиндрической воронки сжатия вдоль длинной стороны
Figure 00000024
.
Figure 00000023
(Fig. 3) or convex semicylindrical (Fig. 2) with the radius of the semicylindrical compression funnel along the long side
Figure 00000024
.

Источники информацииInformation sources

1. Хрусталев Е.Н. Контактное взаимодействие в геомеханике. Ч.II: Напряжения и деформации оснований сооружений: Монография. - Тверь: «Научная книга», 2007. - С. 71 (рис. 2.7), 72 (рис. 2.8), 76 (фиг. 2.9), 78 (фиг. 2.12), 80 (таблица 2.3), с 200-203.1. Khrustalev E.N. Contact interaction in geomechanics. Part II: Stresses and deformations of the foundations of structures: Monograph. - Tver: “Scientific Book”, 2007. - P. 71 (Fig. 2.7), 72 (Fig. 2.8), 76 (Fig. 2.9), 78 (Fig. 2.12), 80 (Table 2.3), with 200- 203.

2. Патент РФ №2343448. Способ определения несущей способности и осадок грунтового основания и торфяной залежи / Хрусталев Е.Н. Б.И. №1 от 10.01.2009 - Таблица 1.2. RF patent No. 2343448. The method of determining the bearing capacity and sediment of the soil base and peat deposits / Khrustalev E.N. B.I. No. 1 dated 01/10/2009 - Table 1.

Claims (1)

Способ получения равномерного контактного напряжения при взаимодействии материальных сред, заключающийся в том, что определяют и сравнивают упругие прочностные параметры контактирующих материальных сред - углы φ0 внутреннего трения и удельное сцепление с (кГ/см2), рассматривают деформируемую наиболее слабую материальную среду с углом внутреннего трения
Figure 00000025
и удельным сцеплением ссл (кГ/см2), отличающийся тем, что полный контакт двух сред проводят по полусферической или полуцилиндрической поверхности, выпуклой в сторону более слабой среды под углом, равным удвоенному углу (2 φ0) внутреннего трения более слабой по прочности среды с радиусами взаимодействия двух контактирующих полусферических поверхностей
Figure 00000026
- прямоугольных в плане со сторонами (b×l),
Figure 00000027
- круглых в плане с диаметром d и полуцилиндрических поверхностей
Figure 00000028
- прямоугольных в плане и шириной b, где угол внутреннего трения
Figure 00000029
для структурированной среды и
Figure 00000030
- для среды с нарушенной структурой.
A method of obtaining uniform contact stress during the interaction of material media, which consists in determining and comparing the elastic strength parameters of contacting media - angles φ 0 of internal friction and specific adhesion with (kg / cm 2 ), consider the deformable weakest material with an angle of internal friction
Figure 00000025
and specific adhesion to the slab (kgf / cm 2), characterized in that the complete contact of the two media is carried over the hemispherical or semi-cylindrical surface convex toward weaker medium at an angle equal to twice the angle (2 φ 0) of the inner friction weaker strength media with radii of interaction of two contacting hemispherical surfaces
Figure 00000026
- rectangular in plan with sides (b × l),
Figure 00000027
- round in plan with diameter d and semi-cylindrical surfaces
Figure 00000028
- rectangular in plan and width b, where the angle of internal friction
Figure 00000029
for a structured environment and
Figure 00000030
- for an environment with a disturbed structure.
RU2014132153/28A 2014-08-04 2014-08-04 E. n. khrustalev(s method of producing uniform contact stress at interaction of material media RU2576542C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014132153/28A RU2576542C2 (en) 2014-08-04 2014-08-04 E. n. khrustalev(s method of producing uniform contact stress at interaction of material media

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014132153/28A RU2576542C2 (en) 2014-08-04 2014-08-04 E. n. khrustalev(s method of producing uniform contact stress at interaction of material media

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014132153A RU2014132153A (en) 2016-02-20
RU2576542C2 true RU2576542C2 (en) 2016-03-10

Family

ID=55313489

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014132153/28A RU2576542C2 (en) 2014-08-04 2014-08-04 E. n. khrustalev(s method of producing uniform contact stress at interaction of material media

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2576542C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2004112524A (en) * 2004-04-26 2005-10-10 Евгений Николаевич Хрусталев (RU) METHOD FOR DETERMINING THE BEARING ABILITY OF THE GROUND SUBSTRATE AND THE PEAT DEPOSIT
RU2007100208A (en) * 2007-01-11 2008-07-20 Евгений Николаевич Хрусталев (RU) METHOD FOR IMPROVING STATIC BEARING ABILITY AND STABILITY OF THE BASE AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2343448C2 (en) * 2007-01-11 2009-01-10 Евгений Николаевич Хрусталев Defining method of bearing capacity and setting of soil foundation and peat bed

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2004112524A (en) * 2004-04-26 2005-10-10 Евгений Николаевич Хрусталев (RU) METHOD FOR DETERMINING THE BEARING ABILITY OF THE GROUND SUBSTRATE AND THE PEAT DEPOSIT
RU2270990C2 (en) * 2004-04-26 2006-02-27 Евгений Николаевич Хрусталев Method of measuring carrying capacity of ground base and turf deposit
RU2007100208A (en) * 2007-01-11 2008-07-20 Евгений Николаевич Хрусталев (RU) METHOD FOR IMPROVING STATIC BEARING ABILITY AND STABILITY OF THE BASE AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2343448C2 (en) * 2007-01-11 2009-01-10 Евгений Николаевич Хрусталев Defining method of bearing capacity and setting of soil foundation and peat bed

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Хрусталев Е.Н. Контактное взаимодействие в геомеханике. Ч.II: Напряжения и деформации оснований сооружений: Монография. - Тверь: "Научная книга", 2007. - с 200-203. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014132153A (en) 2016-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dickin et al. Uplift response of strip anchors in cohesionless soil
Lee et al. Undrained bearing capacity factors for ring footings in heterogeneous soil
Hegde et al. Effect of infill materials on the performance of geocell reinforced soft clay beds
Xing et al. Large-scale tests of pile-supported earth platform with and without geogrid
Asadi et al. A laboratory shear cell used for simulation of shear strength and asperity degradation of rough rock fractures
Lee et al. Undrained stability of surface strip footings above voids
Evans et al. Three-dimensional simulations of plate anchor pullout in granular materials
Tang et al. Prediction of bearing capacity of ring foundation on dense sand with regard to stress level effect
Wijewickreme et al. Soil restraints on buried pipelines subjected to reverse-fault displacement
Biswas et al. Behaviour of geocell–geogrid reinforced foundations on clay subgrades of varying strengths
Biswas Comparative performance of different geosynthetics on sandy soil overlying clay subgrades of varying strengths
JP2009031127A (en) Sample support structure for hollow torsional shear testing apparatus
RU2576542C2 (en) E. n. khrustalev(s method of producing uniform contact stress at interaction of material media
Consoli et al. Effect of polypropylene fibers on the uplift behavior of model footings embedded in sand
Smirnov et al. Stress-strain state of elastic base under circular foundation
Elsherbiny et al. The performance of helical pile groups under compressive loads: a numerical investigation
Chehadeh et al. Numerical investigation of spatial aspects of soil structure interaction for secant pile wall circular shafts
Jalali Moghadam et al. Introducing expandable mechanical plate anchors for onshore and offshore anchoring
Consoli et al. Crosswise-loaded pile tests on residual soil site
Huang et al. Seismic stability of reinforced slopes: effects of reinforcement properties and facing rigidity
RU2537725C1 (en) Method of determining physical parameters of strength of deformed structure of material medium
Narasimha Reddy et al. Pseudo-dynamic analysis of reinforced soil wall subjected to oblique displacement
Niroumand et al. Performance of helical anchors in sand
RU2561239C2 (en) E.n. khrustalev(s method of determining strength and stability critical pressure of material half-space
Muthukkumaran et al. Behaviour of laterally loaded socketed pile in multi-layered soil-rock profile

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160805