Abstract

The subject of the research is to establish the fundamental laws of acoustic emission in frozen soils, which allow to create ways to control (monitor) their stability under the influence of variable temperature fields and quasistatic mechanical stress from engineering objects located on these grounds for various purposes. The applied importance of such methods is to increase the speed and reduce the complexity of engineering geological surveys in the northern regions of Russia, carried out with the aim of predicting the loss of stability of the bases of buildings and structures to ensure their safe operation. The study was performed on the original instrumental complex. Its description and characteristics are given. With the use of this complex, thermoacoustic emission effects arising from the repeated alternation of freezing and thawing cycles of the soil during the development of its deformed state, starting from the normal compaction phase and up to the final stage of destruction (the bulging phase), have been studied. It is shown that on the basis of such informative parameters as thermally stimulated activity and duration of acoustic emission pulses, an indicator can be obtained that quantitatively characterizes the stages of the stress-strain state of soils. An experimental dependence of the field of values of this indicator as a function of the mechanical stress and the fractional composition of the test soil is given. The qualitative convergence of this dependence with the classical soil deformation diagram obtained by N.M.Hersevanov is shown, where the stages of compaction, loss of stability (shifts) and destruction are highlighted. Possible physical mechanisms and features of the formation of an acoustic emission response at each of these stages are considered and substantiated. It is noted that the approaches to receiving, processing and interpreting acoustic emission measurement information, which are grounded within the framework of the study, allow to control and monitoring of the carrying capacity and stress-strain state of soils directly in the field.

Highlights

  • Устройство для термомеханического нагружения грунтовЛАТР для регулирования нагревателей, которые надеваются на штыри в центральной части устройства.

  • Характерный вид первичной измерительной информации на примере временной зависимости Ṅ в функции от температуры Т и механической нагрузки Р образца грунта с фракцией песчаного наполнителя 0,8-2,0 мм стояние грунта акустико-эмиссионный отклик формируется либо при перераспределении действующих в грунте механических напряжений, либо на стадии нагрева и по инерции ограниченное время после его окончания.

  • Изменения активности Ṅ ТАЭ во времени t с начала эксперимента под влиянием динамики действующих на образец механической нагрузки Р и температуры T представлены на рис..

Read more

Summary

Устройство для термомеханического нагружения грунтов

ЛАТР для регулирования нагревателей, которые надеваются на штыри в центральной части устройства. Характерный вид первичной измерительной информации на примере временной зависимости Ṅ в функции от температуры Т и механической нагрузки Р образца грунта с фракцией песчаного наполнителя 0,8-2,0 мм стояние грунта акустико-эмиссионный отклик формируется либо при перераспределении действующих в грунте механических напряжений, либо на стадии нагрева и по инерции ограниченное время после его окончания. Изменения активности Ṅ ТАЭ во времени t с начала эксперимента под влиянием динамики действующих на образец механической нагрузки Р и температуры T представлены на рис.. При нагружении грунтового материала в нем одновременно протекают как процессы деструкции, так и консолидации, заключающиеся в формировании новых структурных связей (потенциальных источников ТАЭ), что значительно осложняет интерпретацию динамики параметра Ṅ. Что для контроля и прогноза последней наиболее важна информация о деструкции исходно устойчивых структурных связей, которые определяют стабильность грунтового основания.

Область А
Физический смысл
стадия
Findings
стадия II стадия
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call