Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ХРУСТАЛЁВА Е.Н. ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАВИТАЦИОННОГО ДАВЛЕНИЯ МАССИВА МАТЕРИАЛЬНОЙ СРЕДЫ

Изобретение относится к области физики материального контактного взаимодействия частиц связной дисперсной материальной среды в массиве в условиях гравитационного воздействия Земли на глубине h>10⁶⋅C/γ (м), где С (МПа) - удельное сцепление, γ (Н/м³) - удельный вес среды.

Известен способ определения гравитационного давления в массиве связной материальной среды, заключающийся в том, что устанавливают от поверхности массива среды глубину замера давления h>10⁶⋅C/γ (м), где С (МПа) - удельное сцепление, γ (Н/м³) - удельный вес среды, определяют тангенциальное напряжение τ=ρgh⋅10⁶=γ⋅h (МПа), где γ=ρg (Н/м³) - удельный вес среды, ρ (кг/см³) - плотность среды, g (м/с²) - ускорение свободного падения, удельное сцепление структурированной среды - С_стр (МПа), ее угол внутреннего трения, а главное гравитационное вертикальное давление на глубине h (м) определяют по зависимости , при этом на глубине h=С_стр⋅10⁶/γ_стр (м) величину гравитационного давления считают отсутствующей, на глубине h<С_стр⋅10⁶/γ_стр (м) материальную среду в массиве считают находящейся в растянутом состоянии и уравновешенной атмосферным давлением р_ср=0,1013 (МПа) [1].

Недостатком известного способа определения гравитационного (бытового) давления среды в массиве является необходимость трудоемкого определения с высокой точностью по отобранным образцам удельного веса γ_стр среды.

Технический результат по способу определения гравитационного давления массива материальной среды, заключающемуся в том, что определяют угол внутреннего трения структурированной среды без доступа воздуха на глубине h>10⁶⋅С/γ (м) от поверхности полупространства, ее удельное сцепление С_стр (МПа), достигается тем, что гравитационное давление среды на глубине h>10⁶⋅C/γ (м) рассчитывают по зависимости в структурированном и - в нарушенном состоянии, где , .

Изобретение поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 представлен график предельного состояния материальной среды в структурированном и нарушенном состоянии (фиг. 1, а), совмещенный с диаграммой σ_p=ƒ(ε) растяжения материальной среды с проявлением «зуба» тягучести (фиг. 1, б).

Пример реализации способа. Дисперсная материальная среда в виде грунтового суглинка в массиве находится на глубине h=1,03 м. Удельное сцепление структурированного суглинка на глубине h составляет величину С_стр=0,016 (МПа), угол внутреннего трения ϕ_стр≈33°, удельный вес γ_стр=0,02167⋅10⁶ (Н/м³).

Гравитационное давление на глубине h по известным зависимостям .

По предлагаемому способу гравитационное давление , а удельный вес - для структурированного суглинка. Для суглинка с нарушенной структурой , . Гравитационное давление .

Предлагаемое изобретение позволяет определять гравитационное природное давление в массиве однородной среды без определения ее удельного веса. Физические параметры прочности материальной среды , С_стр и , C_H позволяют определять по предлагаемому способу гравитационное (бытовое) давление р_б среды в структурированном и нарушенном состоянии.

Источники информации

1. Патент РФ №2537725 Способ определения физических параметров прочности материальной среды./ Хрусталев Е.Н., БИ №1, 2015.