Способ измерения порового давления

 

Изобретение относится к способам определения физико-механических свойств грунтов при инженерно-геологических изысканиях и может быть использовано в строительстве, геотехнике и других отраслях для измерения порового давления. Способ измерения порового давления заключается в погружении зонда в грунт с постоянной скоростью с последующей остановкой его в месте измерения, которое проводят с учетом времени релаксации. Новым является то, что по параметрам лобового сопротивления конусу зонда и бокового трения зонда определяют вид грунта, время релаксации задают по виду грунта, а поровое давление измеряют в промежутке времени после остановки зонда, равном времени релаксации. Техническим результатом является повышение точности измерения природного порового давления за счет выбора времени измерения процесса релаксации, определяемого видом грунта.

Изобретение относится к способам определения физико-механических свойств грунтов при инженерно-геологических изысканиях и может быть использовано в строительстве, геотехнике и других отраслях для измерения порового давления.

Известен способ измерения порового давления, заключающийся в задавливании зонда в грунт на глубину измерения с регистрацией реакции датчика на давление поровой жидкости (газа) (см. пат. RU 2016959, 1991 г.).

Этот способ имеет значительную погрешность измерения природного порового давления "insity".

Наиболее близким аналогом выбран способ измерения порового давления, заключающийся в погружении зонда в грунт с постоянной скоростью с последующей остановкой его в месте измерения, которое проводят с учетом времени релаксации (см. RU 2130527, 20.05.2000).

Задачей предложенного технического решения является повышение точности измерения природного порового давления за счет выбора времени измерения процесса релаксации, определяемого видом грунта.

Для решения поставленной задачи в предложенном способе измерения порового давления, заключающемся в погружении зонда в грунт с постоянной скоростью с последующей остановкой его в месте измерения, которое проводят с учетом времени релаксации, согласно изобретению, по параметрам лобового сопротивления конусу зонда и бокового трения зонда определяют вид грунта, время релаксации задают по виду грунта, а поровое давление измеряют в промежутке времени после остановки зонда, равном времени релаксации.

Технический результат состоит в повышении точности измерения природного порового давления при оптимальном времени измерения.

Способ состоит в погружении зонда в грунт с постоянной скоростью на глубину измерения порового давления с последующей остановкой его в месте измерения, которое проводят с учетом времени релаксации. По параметрам лобового сопротивления конусу зонда и бокового трения зонда определяют вид грунта. По виду грунта задают время релаксации. Измерение природного порового давления производят через промежуток времени, равный времени релаксации.

При исследовании переходного процесса (релаксации) после остановки зонда установлено, что время релаксации порового давления имеет для различных грунтов различные значения: в песках - до 5 мин, в суглинках - до 40 мин, в глинах - до 420 мин.

При этом повышается точность измерения за счет определения стабилизированного значения природного порового давления, "insity" по параметрам кривой релаксации.

Пример 1. Исследования проводили в Прибалтике. Зонд со струнным датчиком давления типа ПДС-З или ПДС-10, предварительно тарированным погружением в воду на глубину 25 м. В качестве погружающего устройства использовали установку УГБ-50 М. Погружение проводили с постоянной скоростью 1 м/мин. Измерение порового давления осуществляли через 0,5 м и 1 м по глубине с экспозицией измерения в течение 3-5 мин для песков и 420 мин для глины. Поровое давление соответствовало значениям 0,10 МПа для песка и 0,18 МПа для глины.

Пример 2. Проводили измерение порового давления в литологически в неоднородном грунтовом геомассиве. Исследования выполняли двумя зондами. Погружение зондов проводили с постоянной скоростью. Определение вида грунта выполняли по параметрам лобового сопротивления конусу и бокового трения зонда. Получили, что геомассив сложен в верхней части, до глубины 3 м песком пылеватым водонасыщенным, ниже, в интервале 3-3,7 м, залегает суглинок тяжелый текучий, ниже, в интервале 3,7-10,5 м находится супесь текучая; основание разреза подстилает ленточная глина (10,5-12,1 м). Уровень грунтовых вод, от которого отсчитывается гидростатическое давление, находится на глубине 0,6 м. Измерение порового давления проводили в интервале времени, соответствующем времени релаксации для данного вида грунта. В результате установили, что на глубине 2,6 м в песке поровое давление равно 0,18 МПа. Ниже, под слоем суглинка, в верхней части слоя супеси, на глубине 4,6 м установили, что поровое давление повысилось до 0,08 МПа, что почти вдвое превосходит гидростатическое давление на этой глубине. Ниже в супеси, в интервале 5-8 м, поровое давление вновь снизилось практически до нуля. Гидростатическое давление в этом интервале составляет 0,04-0,07 МПа. В нижней части супеси, в интервале 8-10 м, поровое давление резко повысилось до 0,16 МПа, что почти вдвое превосходит гидростатическое давление на этой глубине. В ленточной глине, на глубине 10,6 м, поровое давление резко снизилось до 0,12 МПа, т.е. имело значение, близкое к гидростатическому давлению. Результаты, полученные на каждом из зондов, имели схожие результаты, что подтверждает достоверность полученных данных.

Технико-экономический эффект состоит в повышении точности при оптимальном времени измерения природного порового давления.

Формула изобретения

Способ измерения порового давления, заключающийся в погружении зонда в грунт с постоянной скоростью с последующей остановкой его в месте измерения, которое проводят с учетом времени релаксации, отличающийся тем, что по параметрам лобового сопротивления конусу зонда и бокового трения зонда определяют вид грунта, время релаксации задают по виду грунта, а поровое давление измеряют в промежутке времени после остановки зонда, равном времени релаксации.