Статнамический нагрузочный тест

Испытание на нагрузку Statnamic — это тип испытания для оценки несущей способности глубоких фундаментов , которое выполняется быстрее и дешевле, чем испытание на статическую нагрузку . Испытание Statnamic было задумано в 1985 году, а первые испытания прототипа были проведены в 1988 году в сотрудничестве между Berminghammer Foundation Equipment из Канады и TNO Building Research из Нидерландов. ^[1]^[2] Руководство по быстрому испытанию свай под нагрузкой можно найти в разделе «Методы импульсного (быстрого) испытания осевых сжимающих сил глубоких фундаментов». Sanken D7383-08 Стандартный тест. ^[3]

Как это работает

Тестирование Statnamic работает путем ускорения массы вверх, что, в свою очередь, передает нагрузку на сваю фундамента под устройством Statnamic. Нагрузка прилагается и снимается плавно, в результате чего время приложения нагрузки составляет от 100 до 200 миллисекунд . Это в 30–40 раз превышает продолжительность испытаний свай на динамическую нагрузку. Поскольку продолжительность нагрузки относительно велика, сваи длиной менее 40 м все время остаются в сжатом состоянии, что приводит к незначительному воздействию волн напряжения и потенциально упрощает анализ. Для проектирования фундамента необходимо получить эквивалентную кривую статической нагрузки на основе данных Statnamic. Самая простая форма статнамического анализа, используемая для получения эквивалентной статической реакции сваи, известна как метод точки разгрузки (UPM). Метод анализа UPM был задуман как простой и основанный только на результатах измерений. ^[2]

Испытание Statnamic прикладывает силу к оголовку сваи в течение типичной продолжительности 120 миллисекунд за счет контролируемого выпуска газа под высоким давлением. Газ является продуктом сгорания быстросгорающего топлива внутри поршня (топливной камеры) (рис. 1). В верхней части поршня имеются вентиляционные отверстия, которые закрываются грузоподъемником, удерживающим реакционную массу. В какой-то момент давление внутри поршня достигает такой величины, что заставляет подвеску груза подниматься вверх с ускорением порядка 196 м/с2 (20g). В ходе этого процесса к испытательной свае прикладывается нагрузка вниз.

Во время последовательности нагружения нагрузка, приложенная к испытательной свае, контролируется калиброванным тензодатчиком, встроенным в основание поршня сгорания. Осадка сваи измеряется с помощью удаленного лазерного эталонного источника, который падает на фотоэлектрический элемент, встроенный в поршень. Лазерный эталонный источник должен быть расположен на расстоянии не менее 15 м от испытательной сваи, чтобы избежать влияния возмущений земной поверхности, вызванных испытанием (Brown & Hyde, 2006). Сбор данных осуществляется с помощью системы сбора данных, подключенной к портативному компьютеру. Для обеспечения точной обработки данных рекомендуется проводить выборку на частотах выше 1 кГц.

Типовое оборудование

Наиболее распространенная форма установок Statnamic обычно имеет испытательную мощность от 3 до 4 МН. Эти устройства являются автономными и могут транспортироваться с помощью одного сочлененного грузовика. На площадке требуется использование мобильного крана типичной грузоподъемностью 70 тонн, мобилизация которого занимает менее 2 часов. В дополнение к этим типовым мощностям выпускаются устройства, способные применять максимальные нагрузки от 0,3 до 60 МН. Для достижения большей нагрузки основные компоненты устройства, включая поршень, подвеску глушителя и реактивную массу, должны быть увеличены в размерах.

Грузовые пакеты Statnamic обычно состоят из стальных или бетонных колец, надеваемых на глушитель Statnamic. Поскольку устройство не использует силу тяжести для приложения нагрузок, как при статических испытаниях или испытаниях падающим весом, его можно использовать вертикально, горизонтально и наклонно для испытания наклонных свай. Возможность проведения испытаний в горизонтальном положении привела к тому, что этот метод стал использоваться для испытания свай на боковую нагрузку и моделирования ударов корабля о причальные тела. ^[1] С целью повышения гибкости устройства и минимизации транспортных расходов при проведении морских работ также было испытано устройство, способное подавать усилие до 14 МН, используя воду в качестве реакционной массы. Это достигается при испытаниях свай над водой путем подключения устройства Statnamic к сосуду с водой ниже поверхности водоема. ^[1] тем самым устраняя необходимость в тяжелых реакционных весах.

Единственная существенная разница между меньшими и большими испытательными устройствами — это метод улавливания реакционной массы. Для более крупных испытаний используется гравий. Это достигается путем размещения устройства Statnamic на испытательной свае и опускания реакционной массы на его подвеску. Затем вокруг конструкции размещается большой контейнер и заполняется гравием. Когда статнамические грузы движутся вверх, гравий движется, заполняя оставшуюся пустоту и поддерживая грузы после прекращения движения. Из-за времени, необходимого для укладки и удаления гравия после испытаний, этот метод предназначен для испытаний с усилием выше 16 МН. В буровых установках меньшего размера используется гидравлический механизм захвата, который позволяет захватывать массу внутри рамы устройства. Это позволяет тестировать до десяти отдельных свай в день или несколько циклов на одной свае с 15-минутными интервалами. Дальнейшее описание гидравлического улавливающего механизма дано Миддендорпом (2000). ^[1] Последней разработкой является установка устройства Statnamic с усилием 1 МН на гусеничный экскаватор с возможностью поворота на 360° , что обеспечивает быстрое развертывание (1 час) и увеличение производительности.

См. также

Динамическое нагрузочное тестирование

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Миддендорп, П. (2000) Статнамическая инженерия искусства. Учеб.6-й межд. Конф. о применении теории волн напряжений к сваям, Балкема, Роттердам, 551–562.
^ Jump up to: ^а ^б Миддендорп П., Бермингем П. и Койпер Б. (1992) Статнамические испытания свай фундамента на нагрузку. 4-й Межд. Конф. о применении теории волн напряжения к сваям, Гаага, 21–24 сентября 1992 г., стр. 265–272.
^ «ASTM D7383-08 Стандартные методы испытаний для осевого импульсного (быстрого) испытания фундаментов на сжатие» . ASTM International – Мировые стандарты . Проверено 13 ноября 2020 г.

Внешние ссылки

[mid2000-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Миддендорп, П. (2000) Статнамическая инженерия искусства. Учеб.6-й межд. Конф. о применении теории волн напряжений к сваям, Балкема, Роттердам, 551–562.

[mid1992-2] Jump up to: ^а ^б Миддендорп П., Бермингем П. и Койпер Б. (1992) Статнамические испытания свай фундамента на нагрузку. 4-й Межд. Конф. о применении теории волн напряжения к сваям, Гаага, 21–24 сентября 1992 г., стр. 265–272.

[3] «ASTM D7383-08 Стандартные методы испытаний для осевого импульсного (быстрого) испытания фундаментов на сжатие» . ASTM International – Мировые стандарты . Проверено 13 ноября 2020 г.

[1]

[2]

[3]