Испытание нагрузкой Statnamic — это тип испытания для оценки несущей способности глубоких фундаментов , которое быстрее и менее затратно, чем статическое испытание нагрузкой. Испытание Statnamic было задумано в 1985 году, а первые прототипные испытания были проведены в 1988 году в рамках сотрудничества между Berminghammer Foundation Equipment of Canada и TNO Building Research of Netherlands. [1] [2] Руководство по быстрому испытанию свай под нагрузкой можно найти в: Методы импульсного (быстрого) испытания глубоких фундаментов осевым сжимающим усилием. Sanken D7383 - 08 Стандартный тест. [3]
Испытание Statnamic работает путем ускорения массы вверх, что в свою очередь передает нагрузку на фундаментную сваю под устройством Statnamic. Нагрузка прикладывается и снимается плавно, в результате чего приложение нагрузки составляет от 100 до 200 миллисекунд . Это в 30–40 раз больше продолжительности динамического испытания сваи под нагрузкой. Поскольку продолжительность нагрузки относительно велика, сваи длиной менее 40 м остаются в сжатом состоянии на всем протяжении, что приводит к незначительным эффектам волн напряжения и потенциально более простому анализу. Для проектирования фундамента необходимо вывести эквивалентную кривую статической нагрузки-осадки из данных Statnamic. Простейшая форма анализа Statnamic, используемая для получения эквивалентной статической реакции сваи, известна как метод точки разгрузки (UPM). Метод анализа UPM был задуман как простой и основанный только на измеренных результатах. [2]
Испытание Statnamic прикладывает силу к оголовку сваи в течение типичной продолжительности 120 миллисекунд посредством контролируемого выпуска газа высокого давления. Газ является продуктом сгорания быстрогорящего топлива внутри поршня (топливной камеры) (рисунок 1). В верхней части поршня находятся вентиляционные отверстия, которые герметизируются подвеской груза, удерживающей реактивную массу. В какой-то момент давление внутри поршня достигает такой величины, что заставляет конструкцию подвески груза подниматься вверх с ускорениями порядка 196 м/с2 (20g). Этот процесс прикладывает нагрузку вниз к испытательной свае.
Во время последовательности загрузки нагрузка, приложенная к испытательной свае, контролируется калиброванным тензодатчиком, встроенным в основание поршня сгорания. Осадка сваи измеряется с помощью удаленного лазерного опорного источника, который падает на фотоэлектрический элемент, встроенный в поршень. Лазерный опорный источник должен быть размещен на расстоянии не менее 15 м от испытательной сваи, чтобы избежать влияния вызванных испытанием возмущений поверхностных волн земли (Brown & Hyde, 2006). Сбор данных осуществляется с помощью системы сбора данных, подключенной к ноутбуку. Для обеспечения точной обработки данных рекомендуется проводить отбор проб на частотах выше 1 кГц.
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. Находясь на месте, они требуют использования мобильного крана с типичной грузоподъемностью 70 тонн, с мобилизацией менее чем за 2 часа. В дополнение к этим типичным мощностям были произведены устройства, которые могут прилагать максимальные нагрузки в диапазоне от 0,3 до 60 МН. Для достижения более высоких нагрузок 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, размещенных над глушителем Statnamic. Поскольку устройство не полагается на силу тяжести для приложения нагрузок, как при статическом или падающем испытании, его можно использовать вертикально, горизонтально и наклонно для испытания наклонных свай. Возможность проведения испытаний в горизонтальном положении привела к использованию метода для испытания свай на боковую нагрузку и моделирования ударов судов о швартовные корпуса. [1] Для повышения гибкости устройства и минимизации транспортных расходов для морских работ также было испытано устройство, которое может прилагать до 14 МН, используя воду в качестве реактивной массы. Это достигается при испытаниях свай над водой путем подсоединения устройства Statnamic к сосуду, наполненному водой, ниже поверхности водоема, [1] таким образом устраняя необходимость в тяжелых реактивных грузах.
Единственным существенным различием между меньшими и большими испытательными устройствами является метод улавливания реактивной массы. Метод улавливания для больших испытаний использует гравий. Это достигается путем размещения устройства Statnamic на испытательной свае и опускания реактивной массы на ее подвеску. Затем вокруг сборки размещается большой контейнер, заполненный гравием. По мере того, как грузы Statnamic движутся вверх, гравий перемещается, чтобы заполнить оставшуюся пустоту и поддержать грузы после прекращения движения. Из-за времени, необходимого для размещения и удаления гравия после испытания, этот метод зарезервирован для испытаний свыше 16 МН. Меньшие установки используют гидравлический механизм улавливания, который позволяет массе быть захваченной в раме устройства. Это позволяет испытывать до десяти отдельных свай в день или несколько циклов на одной свае с 15-минутными интервалами. Дальнейшее описание гидравлического механизма улавливания дано Миддендорпом (2000). [1] Последней разработкой является установка устройства Statnamic мощностью 1 МН на гусеничный экскаватор с поворотом на 360° , что обеспечивает быстрое развертывание (1 час) и увеличение производительности.