Техника - молодёжи 1951-08, страница 5

Испытанье грунтов методом центробежкою моделирований: 1 — карданный вал;

2 — вращающая си рама центрифуги. на которой крепятся каретки с моделями;

3 — каретка с моделью, укрепленная на центрифуге: 4 — провода к приборам; 5 — подача воды; 6 — водомер; 7 — шит с приборами; 8 — коробка скоростей, c.hea от нее на щитке тахометр; 9 — электромотор; 10— каретка с моделью. подготовленной к испытанию; 11 — поворотный круг, 12 — осветитель для киносъемки: 13 — окошко для освещения, 14 — каретка с моделями 15 — таль для погрузки кареток на вагонетки. Внизу слева показана схема киносъемки, фиксирующей изменения во время испытания модели. Рядом со схемой один из кинокадров испытуемой модели Справа в кружке изображена схема строения грунта: 1—твердые частицы; 2 — вода, удерживаемая молекулярными силами на поверхности частиц и находящаяся в полутвердом состоянии; 3 — жидкая вода, удерживаемая капиллярными силами: 4 — пузырьки воздуха, не имеющие сообщения с внешней атмосферой («защемленный»

водой воздух).

как сооружеЛие, имеющее размеры, в сто раз превосходящие размеры модели. Приборы, записывающие силы и деформации, должны записать то, что соответствует сооружению в натуре. Если сооружение в натуре оказалось бы недостаточно прочным, то модель его развалилась бы и этим предупредила бы строителей об ошибке.

При всем остроумии и практическом значении падающего ящика Давиденкова метод не мог получить широкого применения потому, что силы здесь действуют на модель только в течение времени торможения, следовательно, очень недолго. Между тем грунт изменяется нередко под действием сил очень длительное время. Поэтому кратковременная нагрузка не приведет грунт к такому состоянию, какое он имеет в природных условиях. Следовательно, необходимо обеспечить длительное воздействие значительных сил на грунт и модель. Это длительное воздействие должно осуществляться внутри самой массы грунта. Его нельзя заменить какой-либо внешней нагрузкой, например давлением пресса, так как оно совсем не похоже на действие сил внутри больших массивов грунта.

В падающем ящике при его торможении к силе веса добавляется сила инерции. Эта сила инерции по своему действию ничем не отличается от силы тяжести, но может превосходить силу тяжести во много раз.

Мсжно поставить вопрос так: нельзя ли силу инерции заставить действовать постоянно, в течение сколь угодно длительного времени?

Ответ на такой вопрос дать нетрудно. Нужно использовать такую форму силы инерции, которая проявляется при вращении и называется центробежной силой.

Если ящик с моделью подвесить к центробежной машине особого устройства, " напоминающей карусель, и подвергнуть быстрому вращению, в модели возникнут центробежные силы, растущие пропорционально

квадрату скорости вращения. Эти силы легко довести до нагрузки, имеющейся в больших сооружениях.

На этой основе с 1932 года в Советском Союзе стало развиваться центробежное моделирование, сыгравшее существенную роль при развитии нашего гидротехнического и подземного строительства. В особенности много задач было решено при помощи центробежного моделирования при строительстве канала имени Москвы.

Надо заметить, что центробежное моделирование пытались применять и за границей, например в Соединенных Штатах Америки. Однако этот способ тац не сумели развить, и он не стал реальной основой для решения практических задач. Ни одной большой центрифуги для целей моделирования не было там по-

Модель плотины, размещенная в каретках. Вверху рисунка показан общий- вид плотины. Внизу — семь элементов моделей этой плотины, подготовленных к испытанию на центрифуге.

Модель плотины, размещенная в каретках. Вверху рисунка показан общий- вид плотины. Внизу — семь элементов моделей этой плотины, подготовленных к испытанию на центрифуге.