Link za više informacija:
Ćosić M., Božić-Tomić K., Šušić N.: Standardizacija, ispitivanje i analiza nosivosti šipova, Građevinski kalendar, 2019, str. 69-104.
Prilikom sprovođenja testa dinamičkog opterećenja šipa (DLT – Dynamic Load Test), sleganje šipa meri se: in-situ geodetskim instrumentom, kontinualno se sprovodi monitoring odgovarajućim softverom i naknadno se proračunava odgovarajućim softverom prilikom kompatibilizacije signala (signal matching). U prva dva slučaja se mere sleganja glave šipa, dok se u trećem slučaju, pored određivanja sleganja glave šipa, mogu proračunati i sleganja baze ili neke druge tačke duž stabla šipa. Za potrebe formulacije u ovom tekstu, u mesto reči sleganje koristi se termin deformacija, s obzirom da je ova reč terminološki prikladnija za numeričke proračune interakcije konstrukcija-tlo, gde pripada i model šipa izložen DLT testu. Pod deformacijom se, u opštem slučaju, posmatra i elastična i plastična deformacija. Kod merenja deformacija in-situ geodetskim instrumentom registruje se konačna vrednost deformacija kao jedinstvena diskretna vrednost. Kod kontinualnog monitoringa deformacija, odgovarajućim softverom, registruje se promena deformacija u toku vremena (vremenski domen), dok se u slučaju naknadnog proračuna deformacija, odgovarajućim softverom, prezentuje promena sile (opterećenja) u funkciji promene deformacija (sleganja) – kapacitativan domen.
Prilikom dinamičkog opterećenja šipa koje se aplicira na nglavu šipa, usled slobodnog pada tega odgovarajuće mase i sa odgovarajuće visine, prenosi se energija udara i dolazi do deformacija (sleganja) šipa, pri čemu se kontrolišu dozvoljeni kompresioni i tenzioni naponi u šipu. Na slici 1 je prikazna analiza deformacija šipa pri DLT testu.
Slika 1. Analiza deformacija (sleganja) šipa pri DLT testu
Korišćenjem osnovnih principa mehanike, kroz zakon konzervacije energije, može se izvesti formulacija problema DLT testa šipa uspostavljajući odnos ekvivalencije potencijalne energije (teg je podignut na visinu) i kinetičke energije (teg je slobodno pao na nastavak glave šipa). U tom smislu razmatrane su četiri nezavisne situacije:
- teg je podignut na visinu i šip je neopterećen,
- teg je slobodno pao sa visine na glavu šipa izazivajući deformacije,
- teg je podignut na veću visinu i šip je neopterećen,
- teg je slobodno pao sa veće visine na glavu šipa izazivajući veće deformacije.
Treća situacija je slična prvoj, osim što je visina dodatno povećana, ali postoji i povratna deformacija šipa. Četvrta situacija je slična drugoj situaciji, osim što je kinetična energija veća, jer teg pada sa veće visine. Ukupna deformacija glave šipa je jednaka sumi svih deformacija od DLT šipa.
S obzirom da se DLT test šipa sprovodi za nekoliko različitih visina sa kojih se teg pušta da slobodno pada, pri monitoringu i obradi podataka koji se dobijaju iz testa, može se analizirati odnos sila-pomeranje (sila aplicirana na glavu šipa usled slobodnog pada tega i zabeleženo pomeranje glave šipa usled deformacije). U opštem slučaju ukupna deformacija koja se beleži jednaka je zbiru elastične i plastične deformacije. Vrednost elastične deformacije će gotovo uvek biti veća od nule pri DLT testu šipa, međutim vrednost plastične deformacije može biti veća od nule ili čak jednaka nula. Ovo je posledica niza faktora, između ostalog i da li se aktivirala granična nosivost bazom i/ili omotačem. Pre sprovođenja DLT testa šipa treba napraviti plan ispitivanja tako da se ograniči razvoj plastičnih deformacija šipa, a omogući razvoj plastičnih deformacija na kontaktu šip-tlo (sleganje šipa). Merenjem sleganja, geodetskim instrumentom, registruju se plastične deformacije (konačna sleganja).
Ukoliko prethodno nije sproveden ni jedan DLT šipa ili ukoliko je sproveden DLT šipa i plastične deformacije su 0, ukupna deformacija je gotovo jednaka ≈0. Međutim, u zavisnoti od toga da li se plastične deformacije razvijaju u šipu ili ne i u zavisnoti od toga da li je aktivirana nosivost bazom i/ili omotačem šipa, moguće su varijante (situacije):
- nije nastupio razvoj plastičnih deformacija šipa i tla,
- nije nastupio razvoj plastičnih deformacija tla, a šipa jeste,
- nije nastupio razvoj plastičnih deformacija šipa, a tla jeste,
- nastupio je razvoj plastičnih deformacija i šipa i tla.
Aktivacijom nosivosti bazom i/ili omotačem šipa inicira se razvoj plastičnih deformacija. Situacija se dodatno komplikuje, s obzirom da aktivacija nosivosti omotačem nije jednaka po celoj dužini šipa, već, u zavisnosti od geološke sredine, može nastupiti aktivacija u pojedinim slojevima, a su drugim ne.
Link za više informacija:
Ćosić M., Božić-Tomić K., Šušić N.: Standardizacija, ispitivanje i analiza nosivosti šipova, Građevinski kalendar, 2019, str. 69-104.