Способ испытания просадочных грунтов

 

Союз Советски к

Социалистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.06.78 (21) 2624203/29-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Е 02 D 1/00 б 01 N 3/10

Геаударстеекеме кемитет

СССР по лелем кэебретеннй к еткрмтий (53) УДК 624.131.,382 (088.8) Опубликовано 23.10.81. Бюллетень №39

Дата опубликования описания 28.10.81 (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТОВ

Изобретение относится к инженерностроительным изысканиям и используется для определения характеристик механических свойств грунтов в полевых условиях, Известен способ испытания грунтов, включающий установку прессиометра в Скважине с. начальным давлением в его кайере, равным горизонтальному бытовому давлению грунта, измерение перемещений стенок скважины при .уменьшении и увеличении давления в камере прессиометра и определение механических характеристик грунта (1) .

Недостаток известного способа испытаний состоит в низкой. точности исследований просадочвых грунтов.

Цель изобретения — повышение точности исследбваний.

Цель достигается тем, что в способе испытания грунтов, включающем установку прессиометра в скважине с начальным давлением в его камере равным горизонтальному бытовому давленую грунта, измерение перемещений стенок скважины при уменьшении и увеличении давления в камере прессиометра и определение механических характеристик грунта, после установки прессиометра в скважине производят поэтапное замачивание грунта выше прессиометра с одновременным измерением перемещений стенок скважины при давлении в камере прессиометра, равном начальному давлению.

На фиг. 1 и 2 показана схема установки

; прессиометра; на фиг. 3 — графические материалы, полученные в результате испытаний.

Установка для испытаний просадочных грунтов включает прессиометр и специальную обсадную трубу. Обсадная труба (фиг. 1) имеет упругий, деформируемый под внутренним давлением участок 1, состоящий из отдельных пластин, расположенных параллельно оси трубы и жестко соединенных с ней. В нижней части обсадная труба снабжается режущей кромкой 2 и месдозой 3 для измерения давления 6,, а в верхней перфорированным звеном 4 длиной 50—

70 см. Перфорация стенок (фиг. 2) выполняется по кольцевым выточкам и защищается чехлами из мягкой резины толщиной 1—

1,5 мм. Камера 5 прессиометра закрепляется в центральной части упругого участка и с помощью магистрали 6 соединяется с ма874864 нометрической головкой 7, снабженной перепускным краном. Входящие в комплект устройства для создания давления, измерений перемещений и регистрации показаний месдозы (не показаны).

Перед испытанием производят бурение скважины на всю длину опытного участка с креплением его обсадной трубой.

Диаметры проходки по высоте скважины выбираются следующими: в верхней части и на длине опытного участка на 10 — 15 мм больше диаметра упругого участка обсадной трубы; в нижней части по диаметру режущей кромки для плотного касания месдозы и грунта. Внутрь трубы опускают камеру прессиометра и в ней создают давление, равное тарировочному (величине давления, необходимого для растяжения резиновой оболочки и расширения трубы до фактического диаметра скважины) . Это состояние принимается за нулевую точку графиков (P) и U (, )(фиг. 3).

При давлении в камере, равном тарировочному, начинается замачивание грунта. Вода подается в обсадную трубу от системы временного водопровода или емкости и поступает в массив грунта через прорези верхней части упругого и отверстия перфорированного участков. В то же время, под действием гидростатического давления происходит подъем воды в затрубном пространстве на высоту столба воды в трубе. Высота этого подъема определяет длину источника замачивания и высоту зоны водонасыщенного грунта. По мере водонасыщения просадочного грунта происходит нарушение первоначальных связей между частицами, вследствие чего возрастают силы бокового давления б о, величина которых регист ируется с помощью месдозы 3.

1 процессе опыта производят изменение давления 6,заданными ступенями путем поэтапного увеличения длины источника, замачивания, высоты и радиуса замоченной зоны.

На первом этапе замачивания по мере роста давления б, производят плавное увеличение давления в камере прессиометра до

Р„= б о . В этом состоянии перемещения U(P) равны нулю. Далее повышают уровень воды в трубе на заданную величину и, одновременно с ростом регистрируемого давления бо с помощью перепускного крана манометрической головки 7 поддерживают давление Р„в камере постоянным, замеряя перемещения U внутри скважины.

После условной стабилизации перемещений на каждой ступени повышения 6, вновь поднимают уровень столба воды в трубе на заданную высоту до получения 3 — 4 точек на участке «Р, - а» графика 1 (фиг. 3).

Затем ступенями Р, равными 1/4 — 1/5 Р„, производят снижение начального давления в камере прессиометра до тарировочного и получают участок «а †» кривой 1.

Далее испытание проводят путем ступенчатого или плавного увеличения давле5 !

О

56

55 ния на грунт до заданной величины Р, после чего давление уменьшают до нуля с регистрацией перемещений, стенок скважины.

Уровень воды в трубе при увеличении P поддерживают постоянным на достигнутой отметке. Обсадная труба обеспечивает устойчивость стенок скважины и исключает кольматацию благодаря резиновым чехлам и расширению пластин соответственно деформациям просадки. Перед разгрузкой подачу воды в трубу прекращают. Испытание заканчивается извлечением из скважины прес- сиометра, обсадной трубы и ликвидацией скважины.

Пример. Испытание производят на глубине 10 м в лессовом суглинке с коэффициентом фильтрации в горизонтальном направлении К = 0,2 м/сут и объемной массой в водонасыщенном состоянии з4

l,8 т/мз. На первом этапе замачивания уровень воды в трубе поддерживают на высоте 2,5 м от верха камеры прессиометра в течение 16 час., что обеспечивает образование локальной зоны водонасыщенного грунта радиусом около 0,5 м и горизонтальное бытовое давление в средине испытываемого слоя 6> = 0,5 10 Па. Отсчеты по приборам снимают каждый час и, пропорционально росту G с помощью воздушной системы прессиометра увеличивают давление внутри камеры до Р, = 6o = 0,5 105 Па.

Программой испытаний задано изменение давления 6о ступенями по 0,25 105 Па до 1;25 10 Па. Для этого на трех последующих этапах (2 — 4) уровень столба воды в трубе повышают соответственно до

3,9; 5,3 и 6,7 м от камеры прессиометра.

Поддерживая давление внутри камеры P =

= 0,5.10 Па, замеряют перемещения U внутрь скважины соответственно при б, равном (0,75; 1,0; 1,25).105 Па. Выдержку каждой ступени повышения 6, производят до условной стабилизации перемещений, за которую принимают перемещение Ua0,1 мм за 30 мин наблюдений. При достижении б, = 1,25.10 Па производят снижение началЬного давления в камере прессиометра от Р„= 0,5 105 Па . ступенями по

0,1.10 Па до тарировочного. После стабилизации перемещений на последней ступени уменьшения Р„ производят нагружения стенки скважины ступенями по 0,25-10 Па до заданного давления Р-1,510 Па с выдержкой каждой ступени до условной стабилизации перемещений. Уровень столба воды при этом поддерживают на ранее достигнутой отметке 6,7 м от верха камеры прессиометра. Разгрузку скважины осуществляют двойными ступенями по отношению к нагружению, т. е. по 0,5 10 Па от P = 1,5.10

Па до нуля.

Получаемые в процессе испытания графики, имеющие характерные точки Р„и

6, (фиг. 3), дают необходимую исходную информацию для вычисления характеристик механических свойств просадочных

874864

Формула изобретения

Фиг. 1 грунтов при замачивании — значений модулей деформаций, углов внутреннего трения, удельного сцепления и коэффициентов физической анизотропии. При этом используются решения упруго-пластических задач о перемещении стенки скважины под действцем переменных давлений: внутреннего и внешнего.

Способ испытания просадочных грунтов, включающий установку прессиометра в скважине с начальным давлением в его камере, равным горизонтальному бытовому давлению грунта, измерение перемещений стенок скважины при уменьшении и увеличении давления в камере прессиометра, определение механических характеристик грунта, отличающийся тем, что, с целью повышения точности исследований, после установки прессиометра в скважине производят поэтапное замачивание грунта выше прессиометра с одновременным измерением перемещений стенок скважины при давлении в камере прессиометра, равном начальному давлению.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 606921, кл. Е 02 D 1/00, 1976.

874864

Составитель В. Малышев

Редактор И.Юрковецкий Техред А. Бойкас Корректор В. Бутяга

Заказ 92?4/48 Тираж 696 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4