Способ определения резонансной частоты грунтовой плотины

Способ определения резонансной частоты грунтовой плотины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЗОНАНСНОЙ ЧАСТОТЫ ГРУНТОВОЙ ПЛОТИНЫ , включающий регистрацию колебаний , спектральный анализ колебаний и определение по максимальной ординате спектра резонансной частоты, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности контроля за состоянием плотины в процессе ее возведения, зоны, примыкающие к свободным поверхностям плотины, предварительно покрывают быстротвердеющим раствором, затем в этих зонах перпендикулярно поверхности прикладывают кратковременную динамическую нагрузку, замеряют вызванные ею свободные изгибные колебания, по величине которых определяют плотность грунта плотины. СП С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ф " 3:."Р„1,л r .кУ q

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ цК А ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3662398/29-15 (22) 15.11.83 (46) 07.04.85. Бюл. № 13 (72) И, H. Иващенко, Л. В. Комельков и В. М. Лятхер (71) Научно-исследовательский сектор Всесоюзного ордена Ленина проектно-изыскательского и научно-исследовательского института «Гидропроект» им. С. Я. Жука (53) 627.82 (088.8) (56) 1. Колебания земляных плотин. Вопросы инженерной сейсмологии. Сборник. Вып. II.

М., «Наука», 1967, с. 20 — 43.

2. Авторское свидетельство СССР № 1008346, кл. Е 02 В 7/00, 1980 (прототип) .

„„SU„„1148932 А

4(5D E 02 В 7 00 (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЗОНАНСНОЙ ЧАСТОТЫ ГРУНТОВОЙ ПЛОТИНЫ, включающий регистрацию колебаний, спектральный анализ колебаний и определение по максимальной ординате спектра резонансной частоты, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности контроля за состоянием плотины в процессе ее возведения, зоны, примыкающие к свободным поверхностям плотины, предварительно покрывают быстротвердеющим раствором, затем в этих зонах перпендикулярно поверхности прикладывают кратковременную динамическую нагрузку, замеряют вызванные ею свободные изгибные колебания, по вел ичи не которых о предел яют плотность грунта плотин ы.

1148932

Изобретение относится к области исследовании грунтовой плотины, а именно к способам определения резонансной частоты грунтовой плотины.

Известен способ определения резонансной частоты грунтовой плотины, включающий регистрацию колебаний, направленных перпендикулярно гребню плотины на осциллограмму с одновременной подачей на нее меток времени, спектральный анализ колебаний и определение по максимальной ординате спектра резонансной частоты (1).

Недостаток этого технического решения заключается в том, что для сопоставления амплитуд колебаний грунтовой плотины необходимо одновременно записывать микросейсмические колебания в нескольких точках грунтовой плотины, что не только увеличивает трудоемкость работ, но и не позволяет локализовать определяемые характеристики, так как измеряемые величины осредняются по объему плотины. Кроме того, данный способ (при дополнительных грубых предположениях) позволяет оценить только толщину условного однородного слоя грунта и скорость распространения волн, но не позволяет оценить плотность грунта в теле плотины.

Известен также способ определения резонансной частоты грунтовой плотины, включающий регистрацию колебаний, спектральный анализ колебаний и определение по максимальной ординате спектра резонансной частоты (2).

Недостаток известного способа заключается в том, что возбуждают и регистрируют колебания всей грунтовой плотины, что не позволяет судить о резонансной частоте и плотности отдельных ее зон, и как следствие, снижается точность контроля состояния плотины в процессе ее возведения.

Целью изобретения является обеспечение возможности контроля за состоянием плотины в процессе ее возведения.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения резонансной частоты грунтовой плотины, включающему регистрацию колебаний, спектральный анализ колебаний и определение по максимальной ординате спектра резонансной частоты, зоны, примыкающие к свободным поверхностям плотины, предварительно покрывают быстротвердеющим раствором, затем в этих зонах перпендикулярно поверхности прикладывают кратковременную динамическую нагрузку, замеряют вызванные ею свободные изгибные колебания, по величине которых определяют плотность грунта плотины.

Пример. В лотке с поперечным сечением 4+4 м, длиной 70 м возводят песчаную насыпь высотой 3 м с заложением откоса m=3. Грунт насыпи уплотняют трамбованием до объемного веса 1,6 т/м . На поверхности грунта выделяют эксперимен дывают перпендикулярно поверхности для того, чтобы вызвать максимальный изгиб и, следовательно, амплитуду изгибных колебаний в зоне удара. Далее нагрузку прикладывают кратковременную, чтобы вызвать

25 свободные колебания системы плита — грунт.

Шарик последовательно сбрасывают над центром каждой из четырех сферических зон с рыхлым грунтом, выполненных в поверхностной зоне грунтовой насыпи.

5

55 тальную площадку размером 2)(2 м и на ней выполняют две пары сферических выемок диаметром 0,2 и 0,3 м. Каждую пару выемок засыпают более рыхлым грунтом с объемным весом у=1,40 и 1,50 т/м . Выровненную поверхность грунта покрывают быстротвердеющим раствором (раствором гипса) на площади 1,5Х1,5 м слоем 15 мм для того, чтобы оперативно быстро создать систему плита — грунт, которая могла бы существенно изменять свою резонансную частоту колебаний (частоту собственных колебаний) при создании более податливых (менее плотных) зон грунта на его поверхности. В центре слоя укладывают полиэтиленовую сетку с размером ячейки 20)(20 мм.

После затвердевания раствора перпендикулярно поверхности образовавшегося покрытия прикладывают импульсную нагрузку— с высоты 0,5 м сбрасывают стальной шарик диаметром 8 мм, покрытый слоем резины толщиной 2)(2 мм. Нагрузку приклаС помощью пьезоэлектрических датчиков КР-35 и системы усилитель SM-30— запоминающий осциллограф фиксируют колебания системы плита — грунт. Для определения резонансной частоты системы плита — грунт выполняют регистрацию колебаний плотного грунта, спектральный анализ колебаний и определение по максимальной ординате спектра резонансной частоты системы. С помощью фильтра высокочастотные компоненты исключаются из состава сигнала, регистрируемого запоминающим осциллографом. При этом на экране прибора регистрируются, главным образом, низкочастотные изгибные колебания плиты с максимальной амплитудой над центром зоны рыхлого грунта: именно изгибные колебания четко реагируют (по частоте и амплитуде) на увеличение свободы перемещений плиты, связанной с меньшей плотностью грунта. Результаты экспериментов позволяют не только определить резонансную частоту системы плита — грунт (f .— 2,2 кГц), но и установить закономерное увеличение амплитуды и уменьшение резонансной частоты изгибных колебаний плиты с увеличением диаметра зоны рыхлого грунта и уменьшением его плотности.

Экономический эффект от внедрения изобретения по сравнению с известным способом составит примерно 140 тыс. руб.