Спосіб визначення довжини заглибленої у ґрунт стрижневої конструкції

Спосіб визначення довжини заглибленої у ґрунт стрижневої конструкції, наприклад палі, що полягає у збудженні голови конструкції механічним ударом і вимірюванні за допомогою акустичного перетворювача, встановленого на голові констру 3 ливань (гармонік). Помилкова реєстрація відбиття від основи або неправильний вибір частоти у спектрі може призвести до значної похибки визначення довжини палі, особливо при відсутності проектних даних на палю. В основу корисної моделі поставлено завдання більш точного вимірювання подвійного часу проходження пружної хвилі від голови до основи стрижневої конструкції та частоти першої форми власних поздовжніх коливань в спектрі сигналу, що відповідає довжині, з метою використання цих параметрів для визначення фактичної довжини заглибленої у ґрунт стрижневої конструкції. Це завдання вирішується за допомогою інформації, яка поступає від перетворювача, що встановлюється на поверхні ґрунту і реєструє його коливання біля контрольованої конструкції. Ґрунт для пружних коливань являє собою низькочастотний фільтр, який сприяє надійному виділенню частоти F1, що відповідає довжині конструкції. Для вирішення поставленого завдання запропоновано спосіб визначення довжини заглибленої у ґрунт стрижневої конструкції, наприклад, палі, що полягає у збудженні голови конструкції механічним ударом і вимірюванні за допомогою акустичного перетворювача, встановленого на голові конструкції, подвійного часу проходження поздовжньої хвилі від голови до основи конструкції або частоти першої форми власних поздовжніх коливань в спектрі сигналу та її розрахунку за відомою швидкістю поздовжньої хвилі і виміряними параметрами, який відрізняється тим, що акустичний перетворювач встановлюють на ґрунті на деякій відстані від конструкції і за його допомогою вимірюють період коливань, що відповідає подвійному часу проходження поздовжньої хвилі від голови до основи конструкції або частоту першої форми власних поздовжніх коливань і за виміряними параметрами і відомою швидкістю повздовжньої хвилі у конструкції розраховують її довжину. На фіг. 1 приведено приклад зареєстрованого акустичним перетворювачем, встановленим на голові заглибленої у ґрунт стрижневої конструкції (палі), часового сигналу (а) і миттєвий спектр цього сигналу (б) після ударного збудження конструкції. На фіг. 2 показаний зареєстрований акустичним перетворювачем, встановленим на ґрунті біля тієї ж конструкції, часовий сигнал (а) і його миттєвий спектр (б). Пружна хвиля, що виникає після ударного збудження, розповсюджується в стрижневій конструк 54075 4 ції, викликаючи відлуння, що характеризують зміни механічного імпедансу. При розповсюдженні хвилі в заглибленій конструкції, частина її енергії у вигляді пружних коливань переходить в оточуючий ґрунт. Для пружних коливань, що розповсюджуються, ґрунт представляє собою низькочастотний фільтр. За рахунок фільтрації в спектрі сигналу, що реєструється перетворювачем, наприклад, сейсмоприймачем, встановленим на ґрунті, залишається присутньою переважно частота F1, що відповідає довжині конструкції, тобто однозначно визначається частота власних поздовжніх коливань конструкції за першою формою. Ця частота або період коливань можуть бути виміряні відповідно при спектральній або часовій обробці сигналів. За їх значеннями і швидкістю пружної хвилі у конструкції за формулою (2) або (1) може бути більш точно розрахована довжина стрижневої конструкції в порівнянні з інформацією, що отримується з акустичного перетворювача, встановленого безпосередньо на голові конструкції. Мінімальна відстань від конструкції до місця встановлення перетворювача на ґрунті дорівнює розмірам перетину конструкції. Оптимальна відстань для встановлення перетворювача залежить від фізико-механічних характеристик оточуючого ґрунту. Чим більш щільний ґрунт, тим далі від конструкції може бути встановлений цей перетворювач. Особливість способу полягає в отриманні інформації з акустичного перетворювача, що встановлюється на ґрунті поруч з конструкцією для усунення можливої похибки визначення часових і спектральних характеристик власних поздовжніх коливань стрижневої конструкції. Використання способу визначення довжини заглибленої у ґрунт стрижневої конструкції дозволяє простими засобами забезпечити більш точне визначення довжини заглиблених у ґрунт стрижневих конструкцій типу паль, виготовлених з різних матеріалів (бетону, залізобетону, металу тощо). Джерела інформації: 1. Патент США № 5165270. Апаратура для неруйнівних випробувань матеріалів і методика її застосування / Сансалоне та ін., 1992. (United States Patent № 5165270. Non-destructive materials testing apparatus and technique for use field / Sansalone, et al., 1992). 2. Джонс Р., Фэкэоару И. Неразрушающие методы испытаний бетонов / Пер. с румынск. - М.: Стройиздат, 1974. - С. 131-132. 5 54075 6 7 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 54075 8 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