Спосіб визначення нормального тиску сипучих матеріалів на конструкції огорож

УКРАЇНА (19) UA (11) 75204 (13) C2 (51) МПК (2006) G01L 7/00 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ОПИС ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ДО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД (54) СПОСІБ ВИЗНАЧЕННЯ НОРМАЛЬНОГО ТИСКУ СИПУЧИХ МАТЕРІАЛІВ НА КОНСТРУКЦІЇ ОГОРОЖ 2 1 2 3 ... n 3 n 2 1 2 3 ... n 3 n 2 1 2 3 ... n 3 0,5 n 1 0,5 n 2 0,5 n 1 T0 ctg h u n T1 ctg h u T2 ctg h u 0; 0; 0; .......... .......... .......... .......... .......; 1 Tn 1 ctg h u 0 C2 N - навантаження, що відповідає початку де i руху конструкції огорожі при висоті засипання hi , кгс; G - вага конструкції огорожі, причому знак (+) відповідає руху конструкції униз, а знак (-) - руху конструкції уверх відносно сипучого матеріалу, кгс; h - товщина елементарного шару, на які умовно розділяється товщина сипучого матеріалу, см; u - довжина незамкнутої чи периметр замкнутої огорожі, см; i - порядковий номер шару; n - кількість умовних шарів сипучого матеріалу по висоті огорожі; 0 - кут тертя сипучого матеріалу по огорожі, град. 2. Спосіб по п. 1, який відрізняється тим, що для виміру сумарних дотичних напружень Ti сипучого матеріалу, що знаходиться усередині місткості, у ній знизу вільно встановлюють нерухомий поршень і виконують зсув місткості, яка заповнена сипучим матеріалом, відносно поршня при різних hi h (n i), (0 i n). висотах засипання (19) UA 0,5 засипання відповідно h0 , h1, h2, hn 1 , кгс, що дорівнюють Ti Ni G, (13) розподіл нормальних тисків i сипучого матеріалу по висоті конструкції огорожі визначають з рішення системи рівнянь де 1, 2, 3 , n 1, n 2, n 3 , n - нормальні тиски сипучого матеріалу на глибинах z конструкції огорожі, що відповідно дорівнюють h,2 h,3 h,...n h , кгс/см2; T0 , T1, T2, Tn 1 - рівнодіючі сили тертя при висоті 75204 (21) 20040402759 (22) 15.04.2004 (24) 15.03.2006 (46) 15.03.2006, Бюл. № 3, 2006 р. (72) Лучковський Ілля Якович, Нікітенко Веніамін Йосипович, Самородов Олександр Віталійович (73) Харківський державний технічний університет будівництва та архітектури (56) SU 1086066, 1984 SU 606921, 1978 SU 1451216, 1989 1744195, 1989 Цытович Н.А. Механика грунтов. М. 1983. 1. Спосіб визначення нормального тиску сипучих матеріалів на конструкції огорож, що включає вимір дотичних напружень на місці контакту сипучого матеріалу з огорожею, який відрізняється тим, що конструкцію огорожі по висоті умовно розділяють на n шарів товщиною h і вимір сумарних дотичних напружень Ті виконують окремо при різh (n i), (0 i n) , а них висотах засипання hi (11) 1 Запропонований винахід відноситься до будівництва і може бути використаний при зведенні вертикальних підземних стовбурів, підпірних стін та місткісних споруд - силосів, бункерів та ін. Відомі способи виміру нормального тиску ґрунту, або іншого сипучого матеріалу, на конструкції огорож, за допомогою спеціальних датчиків, що влаштовуються в попередньо підготовлені гнізда на зовнішній або внутрішній поверхні огорожі, що контактує з ґрунтом чи іншим сипучим матеріалом [1]. Однак, розходження деформованих характеристик датчика та сипучого матеріалу істотно спо 3 75204 4 творює картину розподілу нормального тиску ґрунвисоті конструкції огорожі представлена на рис. 1. ту на конструкції огорож. Для виміру сумарних дотичних напружень Тi Найбільш близьким до запропонованого спосипучого матеріалу, що знаходиться усередині собу є спосіб визначення опору зрушенню фунтів місткості, у ній знизу вільно встановлюється нерупри прямому плоскому зрізі [2]. Однак, даний спохомий поршень і виконується зсув місткості, яка сіб дозволяє вирішити зворотну задачу виміру дозаповнена сипучим матеріалом, відносно поршня тичних напружень при заданому нормальному h n i при різних висотах засипання hi тиску на ґрунт у приборі-датчику. 0 i n . Поставлено задачу - визначення нормального На рис. 2 зображена замкнута конструкція мотиску сипучих матеріалів на моделях вертикальделі огорожі опускного колодязя в процесі зануних конструкцій огорож наземних та підземних рення. Огорожа колодязя 1 по висоті умовно розспоруд. діляється на шари 2 товщиною h . Потім, у лоток Поставлена задача розв'язується за рахунок 3 здійснюється засипання сипучого матеріалу 4, того, що конструкція огорожі по висоті умовно рознаприклад, піску зовні колодязя на деяку висоту hi діляється на шари товщиною h . Потім, здійснюі виконується занурення моделі колодязя наванється засипання сипучого матеріалу на деяку витаженням N. Навантаження, що відповідає початку hi h n i соту і виконується 0 i n руху фіксується індикаторами 5. Сумарна сила навантаження конструкції огорожі уздовж осі z. тертя Тi при висоті засипання hi приймається рівНавантаження ±N (без урахування ваги моделі ною огорожі), що прикладається, яке відповідає початTi=Ni+G, ку руху моделі відносно засипання, приймається де Ni - навантаження, що відповідає початку як сумарна сила тертя Ті сипучого матеріалу по руху моделі при висоті засипання hi, кгс; огорожі при даній висоті засипання hі. Зробивши nG - вага конструкції моделі огорожі опускного випробувань моделі при і = 0, 1, 2, 3 ... (n-і) та виколодязя, кгс. міривши n-значень сумарних сил тертя Т0, Т1, T2 ... Зробивши n-випробувань моделі при і = 0, 1, 2, Тn-1, визначаємо розподіл нормальних тисків i 3 ... (n-і) та виміривши n-значень сумарних сил тертя Т1, Т1, T1 ... Тn-і, визначаємо розподіл нормасипучого матеріалу по висоті конструкції огорожі (рис. 1) з рішення системи рівнянь льних тисків i , сипучого матеріалу по висоті конструкції огорожі з рішення системи рівнянь (1). T0 ctg 0 ; 1 2 3 ... n 3 n 2 n 1 0,5 n На рис. 3 зображена модель силосу. Усередиh u T1 ну огорожі силосу 1 встановлюється нерухомий ctg 0 ; 1 2 3 ... n 3 n 2 0,5 n 1 h u поршень 2 і огорожа по висоті умовно розділяєтьT2 (1) ctg 0 ; 1 2 3 ... n 3 0,5 n 2 h u ся на шари 3 товщиною h . Потім, здійснюється .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......; засипання сипучого матеріалу 4, наприклад, зерна Tn 1 0,5 1 ctg 0 . усередину силосу на деяку висоту hi та виконуєтьh u ся підняття моделі силосу навантаженням N відносно поршня. Навантаження, що відповідає почаде 1, 2, 3 , n 1, n 2, n 3 , n - нормальні тистку руху фіксується індикаторами 5. Сумарна сила ки сипучого матеріалу на глибинах z конструкції тертя Тi при висоті засипання hi приймається рівогорожі відповідно рівних ною h, 2 h,3 h ... n h, кгс / см2 ; Ti=Ni-G, T0, T1, T2, Tn-1 - рівнодіючі сили тертя при висоде Ni - навантаження, що відповідає початку ті засипання відповідно h0, h1, h2, hn-1, кгс, рівні руху моделі при висоті засипання hi, кгс; Ti=Ni±G, G - вага конструкції моделі огорожі силосу, кгс. Ni - навантаження, що відповідає початку руху Зробивши n-випробувань моделі при і = 0, 1, 2, конструкції огорожі при висоті засипання hi, кгс; 3 ... (n-і) та виміривши n-значень сумарних сил G - вага конструкції огорожі, причому знак (+) тертя Т0, Т1, Т2 ... Тn-1, визначаємо розподіл норвідповідає руху конструкції униз, а знак (-) - руху мальних тисків i сипучого матеріалу по висоті конструкції уверх відносно сипучого матеріалу, кгс; конструкції огорожі з рішення системи рівнянь (1). h - товщина елементарного шару, на які умовно розділяється товща сипучого матеріалу, Джерела інформації: см; 1. Обследование и испытание сооружений: u - довжина незамкнутої чи периметр замкнуУчеб. для вузов /О.В. Лужин, А.Б. Злочевский, И.А. тої огорожі, см; Горбунов, В.А. Волохов; Под ред. О.В. Лужина. і - порядковий номер шару; М.: Стройиздат, 1987. - 263 с.: ил. n - кількість умовних шарів сипучого матеріалу 2. Цытович Н.А. Механика грунтов (краткий по висоті огорожі; курс): Учебник для строит. вузов. - 4-е изд., пере0 - кут тертя сипучого матеріалу по огорожі, раб. и доп. - М.: Высш. шк., 1983. - 288 с., ил. град. Схема та позначення нормальних тисків по 5 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 75204 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601