Способ испытания грунта прессиометром

 

Изобретение относится к области инженерно-строительных изысканий и используется для определения характеристик механических свойств грунтов оснований зданий и сооружений. Целью изобретения является повышение достоверности определяемых характеристик за счет исключения перенапряжения грунта при нагружении и разгрузке. Для достижения этой цели способ испытания грунта прессиометром, включает нагрузку грунта путем передачи воздуха из емкости известного объема в емкость зонда прессиометра, выдержку грунта под давлением и разгрузку путем передачи воздуха из зонда прессиометра в емкость известного объема, при этом нагружение и разгрузку осуществляют в течение времени, которое определяют по формулам, для грунтов различной консистенции. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 02 0 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,t

) яо» э; f. ! (Ф, ") ! !

°

° »

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4369684131-33 (22) 23.12.87 (46) 30.06,90. Бюл, ¹ 24 (71) Всесоюзное морское научно-производственное объединение "Союзморинжгеология" и Уральский политехнический институт им. С.М. Кирова (72) В.В. Лушников, Ю.Р, Оржеховский, А.Н, Алехин, В.Г. Елпанов, Е.Л, Пылаев.

Н.Г. Теряев, Э.И. Тер-Сааков и M.À. Шпеталенко (53) 624.131.3(088,8) (56) ГОСТ 20276-85. Грунты. Методы полевых испытаний сжимаемости. М„Изд-во стандартов, 1985, с. 1-10.

Авторское свидетельство СССР № 1086066, кл. Е 02 D 1/00, 1982. г54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТА ПРЕССИОМЕТРОМ

Изобретение относится к инженерностроительным изысканиям и используется для определения характеристик механических свойств грунтов оснований зданий и сооружений.

Целью изобретения является повышение достоверности определяемых характеристик за счет исключения перенапряжения грунта при нагружении и разгрузке, На чертеже изображено устройство для реализации способа, Устройство содержит зонд 1 с эластичной оболочкой, магистраль 2, емкость известного объема 3, источник давления 4, манометры 5, 6 и 7, вентили 8, 9 и 10. Вентиль 8 имеет шкалу, проградуированную на скорость перепускания воздуха, Вентиль 10

„„5U „„1574726 А1 (57) Изобретение относится к области инженерно-строительных изыСканий и используется для определения характеристик механических свойств грунтов оснований зданий и сооружений. Целью. изобретения является повышение достоверности определяемых характеристик за счет исключения перенапряжения грунта при нагружении и разгрузке. 4ля достижения этой цели способ испытания грунта прессиометром, включает нагрузку грунта путем передачи воздуха из емкости известного объема в емкость зонда прессиометра, выдержку грунта под давлением и разгрузку путем передачи воздуха иэ зонда прессиометра в емкость известного объема, при этом нагружение и разгрузку осуществляют в течение времени, которое определяют по формулам для грунтов различной консистенции. 1 ил., 1 табл. предназначен для выпуска воздуха из емкости 3 в атмосферу.

Способ испытания грунта прессиометром реализуется следующим образом, Зонд 1 помещают внутрь скважины на заданную глубину и во внутреннюю его полость передают ступенчато-возрастающее давление, Предварительно в емкость 3 известного объема от источника давления 4 передают давление, достаточное для передачи

8-10 ступеней давления в полости зонда 1.

Затем вентиль 8 ставят в положение отсчета по шкале, соответствующее заданной скорости перепускания воздуха из емкости 3 в магистраль 2 зонда 1 прессиометра.

После достижения заданного давления в магистрали 2, контролируемого по манометру 5, вентиль 8 закрывают и продолжают

1574726 наблюдение до стабилизации деформаций грунта в соответствии с известными критериями быстрого или медленного режимов, после чего прикладывают очередную ступень давления. Уменьшениедавления в магистрали 2 (разгрузку) осуществляют следующим образом.

В емкости 3 через вентиль 10 уменьшают давление, закрывают вентиль 10, затем открывая вентиль 8, перепускают воздух из зонда 1 и магистрали 2 в емкость 3 в течение фиксированного времени.

Радиус зонда 1 прессиометра вычисляют после завершения нагружения по формуле. где Ro — радиус зонда прессиометра в начальном состоянии, си;

qo u qi — давление в емкости 3 известного объема соответственно начальное и после передачи данной ступени давления магистраль 2, КПа;

Р— давление воздуха в магистрали 2 и зонде 1 прессиометра на данной ступени нагружения, кПа;

Рз — атмосферное давление, кПа;

Vr — объем резервуара (емкости 3 известного объема);

V — объем магистрали 2, см; з, 1 — длина зонда 1 прессиометра, см, Для определения радиуса зонда 1 при разгрузке необходимо предварительно зафиксировать объем воздуха Vð* в зонде 1 при максимально достигнутом давлении Р* в магистрали 2, а давление ц в емкости 3 уменьшить, например, до атмосферного Р>, В этом случае радиус зонда 1 прессиометра вычисляется по формуле

P + + Vr + Q l r

Л (+a) где Р— давление воздуха в магистрали 2 и в зонде 1 прессиометра на данной ступени разгрузки, кПа.

Далее по полученным в опыте значениям давления Pi и радиусов Rt зонда 1 прессиометра вычисляют характеристики механических свойств грунта.

Пример. Испытание суглинка тугопластичной консистенции выполняют прессио метром ПВ-60 в четырех скважинах диаметром 7,0 см на глубине 1 м от поверхности. В емкости 3 объемом Vr3000 см з создают начальное давление q>=400 кПа, которое передают в зонд 1 прессиометра и производят нагружение грунта с помощью зонда 1 в течение времени, которое рассчитывают по формуле

trrr =m1 m z 3 I(4+30(e — 05)), 5 где m> — коэффициент, равный 1 при нагрузке грунта;

mz — коэффициент, равный 1 для медленного режима испытания и равный 0,3 для

10 быстрого режима испытания;

3L — показатель текучести грунта, равный 0,92; е — коэффициент пористости, равный

1,13.

15 Это время составляет 15 с.

Таким образом, в течение 15 с производят нагружение грунта до давления Р=

=150 кПа, Далее производят выдержку этого давления на грунт до стабилизации де20 формации и разгрузку грунта.

Разгрузку грунта от давления Р* =

= 150 кПа до давления Pi-- 50 кПа проводят в течение времени, которое рассчитывают по формуле

t rn = m 1 . m z 3 р (4 + 30 (e — 0,5)), где m> — коэффициент равный 0,5-0,3l при разгрузке грунта;

30 mz- коэффициент равный 1 для медленного режима испытания и равный 0,3 для быстрого режима испытания;

3L — показатель текучести грунта, равный 0,92;

35 е — коэффициент пористости грунта, равный 1,13.

В таблице приведены результаты испытаний двух разновидностей грунтов, которые можно характеризовать как почти

40 противоположные представители (по содержанию воды и фильтрационной способности) общей совокупности грунтовых сред: маловлажного среднезернистого песка средней плотности (коэффициент пористо45 сти е=0,7) и текучепластичной глины (коэффициент пористости е= 1,13, показатель текучести 3 =0,92).

Испытания выполнены при одной ступени давления (200 кПа для песка и 100 кПа для глины) в быстром и медленном режиме, 50 а также при последующей разгрузке.

= 1,05, P

Pst где P — начальное давление;

Рм — установившееся давление, Анализ данных таблицы показывает следующее, 1574726

Оптимальное время to передачи давления на грунт при нагружении в медленном режиме составляет 5 мин для песка и

24 мин — для глины. Время to при быстром режиме испытаний уменьшается до 1,5 мин для песка и до 9 мин для глины. Превышение времени to передачи давления сверх оптимальных значений не влияет на результаты опытов: запредельный режим существует только при значениях времени передачи давления, меньших оптимального, при этом, возникает недопустимое перейапряжение грунта, характеризуемое отношениями g ) 1,05, что усложняет обработку результатов опытов. Значение времени to при разгрузке меньше, чем указанные в таблице, в 2-5 раз.

Таким образом, создание нагрузки и разгрузки на грунт в. течение оптимального времени tp исключает перенапряжение грунта (возможное при времени передачи воздуха, меньшем to), а также сокращается продолжительность испытания. При этом повышается достоверность определения искомых характеристик грунтов и упрощается расшифровка экспериментальных данных за счет создания более определенного, чем в известном способе режима нагружения, Формула изобретения

Способ испытания грунта прессиометром в скважине, включающий нагрузку грунта путем передачи воздуха иэ емкости известного объема в емкость зонда прессиометра, выдержку грунта под давлением до стабилизации деформации и разгрузку

5 грунта путем передачи воздуха из емкости зонда прессиометра в емкость известного объема, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности определяемых характеристик за счет исключения пе10 ренапряжения грунта при нагружении и разгрузке, нагружение и разгрузку осуществляют в течение времени, определяемого по формулам tn= m1m2 аз(1+20 (е-0,5) J;

15 trp= пц, тг )i (4+30 (е-0,5) J, где tn — время нагружения и разгрузки песчаных грунтов, мин, tr — время нагружения и разгрузки пылевато-глинистых грунтов, мин;

20 m< — коэффициент, равный 1 при нагрузке грунта и равный 0,5-0,3 при разгрузке грунта;

mz — коэффициент, равный 1 для медленного режима испытания и равный 0,3для

25 быстрого режима испытания; тз — коэффициент, равный 1 для крупно-, средне- и мелкозернистых песков и равный 2 для пылеватых песков;. е — коэффициент пористости грунта;

30 Jp- показатель текучести грунта

g L 0,25).

1574726

Составитель Л.Тронина

Редактор Н,Швыдкая Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор А.Обручар

Заказ 1762 Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101