Вибрационная диагностика противооползневых защитных сооружений

Внедрение: 2016 г.

Активизация оползневых процессов приводит к значительным разрушениям дорог (рисунок 1), разрушениям зданий, уменьшению прибрежной полосы.
 

Рисунок 1. Пример последствий оползневых процессов: разрушение дорог.

В монографии специалистов из НТУУ («Киевский политехнический институт им. И.Сикорского») [1] приведены результаты теоретического обоснования и практического использования метода вибрационной диагностики в эксплуатации противооползневых анкерных защитных сооружений. Разработаны и исследованы диагностические модели элементов конструкций и многоанкерных защитных сооружений, определены диагностические признаки изменения технического состояния анкера в эксплуатации. Разработан и апробирован метод диагностики, усовершенствованы методики вибрационных измерений с применением модуля E14-140M.

Анкерные противооползневые сооружения, как самостоятельные удерживающие сооружения, или в соединении с подпорными плитами и стенками, относятся к сложным инженерным сооружениям специального назначения. Как правило, конструкция одного анкерного сооружения состоит из подпорной стенки, натяжного устройства, стержня анкера и замкового устройства (рисунок 2). Замковое устройство предназначено для закрепления стержня анкера в горной породе, устройство натяжения – для создания в стержне анкера напряжений, для уменьшения или устранения деформаций удерживающих слоев. В качестве стержней используются арматурный металлопрокат, канатно-тросовые конструкции (распорные анкеры глубокого залегания, состоящие из 4‑х стержней металлопроката, которые внедряются в пробуренный до коренной породы шурф).

Рисунок 2. Схема конструкции противооползневого анкерного сооружения: 1 – подпорная стенка; 2 – натяжное устройство; 3 – стержень; 4 – замковое устройство.

Рисунок 3. Фото многоанкерной конструкции противооползневого сооружения (Крым).

В измерительном блоке использовались электромеханические акселерометры компенсационного типа с моментной разгрузкой чувствительного элемента типа ДА‑11. Сигналы с выхода измерительного блока усиливаются и преобразуется для передачи на АЦП E14‑140M. Далее полученный сигнал в оцифрованном виде через интерфейс USB поступает в ПК. После обработки измеренных вибрационных сигналов результаты выводятся на экран компьютера в виде графиков временных реализаций, распределения частотных спектров и в виде аналитических таблиц с указанием собственных частот и гармоник. На рисунках 4 и 5 приведены фото опытного образца автономной многоканальной системы вибрационной диагностики (МСВД) в реальных условиях измерений.

Рисунок 4. Многоканальная система вибрационной диагностики.

Рисунок 5. Фото двухканального датчика вибраций при измерениях на опорной анкерной плите.

Методика вибрационных измерений анкерного сооружения содержит:  

• выбор точек для выполнения замеров; 
• установку датчика в точке измерений с учетом соблюдения параллельности осей датчиков и анкера;
• измерение вибрационного фона для получения данных о преобладающих частотах природного характера или наведенных колебаниях;
• тестовое измерение вибрационного сигнала с возбуждением и регистрацией импульсного воздействия;
• анализ качества установки датчика по временному отображению зарегистрированного сигнала (акселерограммы);
• создание маски файла для записи серии импульсных сигналов;
• запуск программы записи вибрационного сигнала с последующим возбуждением ударного импульса;
• сохранение и анализ результатов;
• принятие решения о работоспособности исследуемого анкера.

Рисунок 6. Пример установки датчика на поверхность опорной плиты анкерной конструкции.

На рисунке 7 представлен используемый интерфейс программы LGraph2.

Рисунок 7. Вид измеренного импульсного сигнала (верхнее окно) и его спектра (нижнее окно) при вибрационных измерениях.

Источник:
Бурау Н. И. Вибрационная диагностика противооползневых защитных сооружений [монография] / Н. И. Бурау, Э. В. Кулиш. – Киев: Центр учебной литературы. - 2016. – 142 с.

Разработчик: Бурау Н.И. (НТУУ «Киевский политехнический институт им. И. Сикорского»), Кулиш Э.В. (ООО ЦНТУ «Инжзащита», г. Ялта)