Badania wytrzymałościowe na rozciąganie

Wykonujemy statyczne i dynamiczne badania wytrzymałościowe na rozciąganie kotwi gruntowych i skalnych oraz żerdzi, łączników i nakrętek gwoździ i mikropali gruntowych.

Przedmiot badań

Mikropale – są elementami konstrukcyjnymi przenoszącymi obciążenia na podłoże lub ograniczającymi odkształcenia. Mikropale są stosowane do posadowień nowych i wzmacniania istniejących konstrukcji, formowania konstrukcji oporowych, zbrojenia gruntu, zakotwień itp. Opór pobocznicy i podstawy może być zwiększony, zwykle przez iniekcję.

Gwoździe gruntowe – są elementami wykorzystywanymi do zbrojenia i wzmacniania gruntu w celu poprawy jego stateczności oraz wytrzymałości na rozciąganie i ścinanie w procesie gwoździowania. Gwoździowanie jest metodą wgłębnego zbrojenia gruntu.

Kotwy gruntowe i skalne – są elementami, których konstrukcja nośna przenosi siły rozciągające na nośną warstwę gruntu lub skał. Kotwa gruntowa składa się z głowicy, swobodnego odcinka cięgna i buławy kotwy, która jest zespolona z gruntem przez iniekcję. W zależności od funkcji i ośrodka gruntowego gdzie są stosowane, wyróżniamy kotwy gruntowe oraz kotwy skalne.

Parametry techniczne maszyn wytrzymałościowych

Maszyna wytrzymałościowa do prób statycznych na rozciąganie

Maksymalna długość elementu badanego17 m
Maksymalna siła rozciągająca5000 kN
Badanie wytrzymałości na rozciąganie
Stalowa żerdź z łącznikiem i nakrętkami w maszynie wytrzymałościowej o zakresie 5000 kN podczas badania wytrzymałości na rozciąganie przy obciążeniu statycznym

Maszyna wytrzymałościowa do prób zmęczeniowych na rozciąganie

Maksymalna długość elementu badanego0,5 m (pomiędzy szczękami)
Maksymalna siła rozciągająca1000 kN
Maksymalna częstotliwość pulsacji11,7 Hz
Gwoździe gruntowe
Przykładowe elementy gwoździ gruntowych

Maszyna wytrzymałościowa do prób dynamicznych metodą kafarową

Maksymalna wysokość spadku bijaka3m
Maksymalna masa bijaka5600 kg (możliwość zwiększenia do 20000 kg)
Wysokość stanowiska badawczego9 m
Maksymalna długość elementu badanego4 m
Maksymalna prędkość uderzenia7,67 m/s
Maksymalna energia uderzenia165 kJ (500 kJ)
Maksymalna siła rozciągająca2000 kN (możliwość zwiększenia do 3000 kN)

Obecne możliwości techniczne kafarowego stanowiska GIG do badań elementów obudowy górniczej pozwalają na badanie elementów konstrukcyjnych tj. stojaki hydrauliczne, łańcuchy, liny i kotwie wstrząsoodporne (według metodyki GIG nr MBKW-2/2012) z maksymalną energią udaru E ~ 500 kJ (m1=20000 kg, h=2,5 m).

Podczas badań kotwi przy obciążeniu dynamicznym o charakterze udarowym według normy ASTM D7401-08 używa się bijaków o różnych masach dostosowanych do założonej energii i prędkości udaru. Metoda badania kotwi polega na swobodnym spadku (pod wpływem siły grawitacji) bijaka o masie m z określonej wysokości h na końcówkę nieobciążonej żerdzi kotwi.

Dynamiczne obciążenie żerdzi kotwi
Schemat dynamicznego obciążenia żerdzi kotwi z nakrętkami według
normy ASTM D7401-08

Podczas badań kotwi przy obciążeniu dynamicznym o charakterze udarowym według metodyki Głównego Instytutu Górnictwa używa się również bijaków o różnych masach dostosowanych do założonej energii i prędkości udaru. Metoda badania kotwi polega na swobodnym spadku (pod wpływem siły grawitacji) bijaka o masie m1 z określonej wysokości h na trawersę o masie m2 statycznie obciążającą żerdź, zależnej od zakładanej prędkości udaru v. Obecnie laboratorium dysponuje trzema trawersami o masach m2 o wartościach 1600 kg, 3300 kg i 6600 kg.

Badanie wytrzymałości kotwi
1 – żerdź kotwi (tylko część mechaniczna – (a)) w walcu badawczym wypełnionym spoiwem mineralnym – (b); 2 – czujnik siły; 3 – rama nośna stanowiska; 4 – czujnik przemieszczenia (wydłużenia żerdzi kotwi); 5 – końcówka kotwi z podkładką i nakrętką
Schemat stanowiska do badania kotwi w skali naturalnej, za pomocą udaru masy według metodyki Głównego Instytutu Górnictwa: a – schemat badania samej mechanicznej części kotwi; b – schemat badania kotwi zamocowanej w walcu badawczym symulującym otwór w górotworze

Powyższe stanowisko badawcze umożliwia badanie zarówno samych elementów mechanicznych kotwi jak i kotwi zamocowanych w walcach badawczych wypełnionych spoiwem mineralnym imitującym środowisko skalne. Masa uderzeniowa (bijak) wyposażona jest w prowadnice, których konstrukcja zapobiega jej zakleszczaniu się pomiędzy dwoma słupami stanowiska, które spełniają rolę słupów prowadzących.

Podczas badań mierzona jest siła obciążająca za pomocą tensometrycznego czujnika siły oraz wydłużenie kotwi za pomocą czujnika laserowego z maksymalną częstotliwością próbkowania f = 38,4 kHz. Czujniki połączone są ze wzmacniaczem pomiarowym, który współpracuje z komputerem, na którym rejestrowane są dane pomiarowe.

Zapytaj specjalistę

dr inż. Andrzej Pytlik
apytlik@gig.eu
32-259-2224

Udostępnij znajomym