RU2317372C1 - Method to estimate condition of cohesive soil of foundation base and building structure body - Google Patents

Method to estimate condition of cohesive soil of foundation base and building structure body Download PDF

Info

Publication number
RU2317372C1
RU2317372C1 RU2006125953/03A RU2006125953A RU2317372C1 RU 2317372 C1 RU2317372 C1 RU 2317372C1 RU 2006125953/03 A RU2006125953/03 A RU 2006125953/03A RU 2006125953 A RU2006125953 A RU 2006125953A RU 2317372 C1 RU2317372 C1 RU 2317372C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
density
humidity
ground
soil
natural
Prior art date
Application number
RU2006125953/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ася Николаевна Ермолаева
Владимир Владиславович Сокуров
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники им. Б.Е. Веденеева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники им. Б.Е. Веденеева" filed Critical Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники им. Б.Е. Веденеева"
Priority to RU2006125953/03A priority Critical patent/RU2317372C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2317372C1 publication Critical patent/RU2317372C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: construction, particularly to improve weak base of cohesive ground or to substitute weak ground for solid material and to estimate condition of ground structures under exploitation.
SUBSTANCE: method involves taking ground samples; determining ground density and humidity in natural state, ground particle density, liquid limit density and humidity, as well as density and humidity under different loads from mathematical formulae; dividing underground structure base and body into several layers having the same characteristics; calculating ground weight pressure in each layer; performing ground sample compression when ground sample humidity is close to liquid limit; determining finite dry ground density as a function of pressure for each layer from obtained results and determining base ground and structure body condition from relation between natural and equilibrium density and humidity values. In normally compacted state natural density and humidity reach equilibrium value, that means that ground compaction process is completed. In the case of insufficient ground compaction natural density is less than equilibrium value and natural humidity exceeds equilibrium value, which indicates ground compaction process continuation. In the case of excessive ground compaction natural pressure exceeds equilibrium value and humidity is less than equilibrium value, i.e. as ground is subjected to water action ground may be deformed because of ground swelling.
EFFECT: increased accuracy of equilibrium density and humidity determination with taking into consideration loads caused by ground layer weight.
2 cl, 2 ex, 3 tbl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства, в частности к выбору методов улучшения естественного слабого основания из связных грунтов или для принятия решения об их замене более прочным материалом, а также при оценке состояния эксплуатируемых грунтовых сооружений, например плотин, дамб, насыпей и др.The invention relates to the field of construction, in particular to the selection of methods for improving a natural weak base from cohesive soils or for deciding to replace them with a stronger material, as well as when assessing the condition of operating soil structures, for example dams, dams, embankments, etc.

Для оценки новизны и изобретательского уровня заявленного решения рассмотрим ряд известных технических средств аналогичного назначения.To assess the novelty and inventive step of the claimed solution, we consider a number of well-known technical means of a similar purpose.

Известен способ оценки состояния связных грунтов по консистенции, характеризуемой показателем текучести IL, который определяют отношением разности влажностей, соответствующих двум состояниям грунта: естественному W и на границе раскатывания Wp, к числу пластичности Iр по формуле:Known method of estimating the state of cohesive soils consistency, characterized by melt index I L, which determines the ratio of the difference humidities, corresponding to the two ground states: natural and W at the boundary rolling W p, among the plasticity p I by the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где IL - показатель текучести, д.ед; W - естественная влажность, д.ед; Wp - граница раскатывания, д.ед; Ip - число пластичности, д.ед. По показателю консистенции связные грунты подразделяются на твердые, полутвердые тугопластичные, мягкопластичные, текучепластичные и текучие, супеси - на твердые, пластичные и текучие (ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация - М.: МНТКС, 1996, с.22).where I L - flow rate, d.ed; W - natural humidity, d.ed; W p - rolling border, d.ed; I p - the number of plasticity, units According to the consistency index, cohesive soils are divided into solid, semi-hard, refractory, soft-plastic, fluid-plastic and fluid, sandy loam - solid, plastic and fluid (GOST 25100-95. Soils. Classification - M .: MNTKS, 1996, p.22).

Основным недостатком способа-аналога является условный характер, позволяющий грубо приближенно характеризовать и оценивать физическое состояние глинистых грунтов, т.к. определение величин, входящих в формулу вычисления показателя текучести, производится по образцам глинистых грунтов нарушенного сложения. Кроме того, не учитывается величина действующей нагрузки от сооружения.The main disadvantage of the analogue method is the conditional nature, which allows roughly characterizing and evaluating the physical state of clay soils, because determination of the values included in the formula for calculating the yield index is carried out on samples of clay soils of disturbed composition. In addition, the magnitude of the current load from the structure is not taken into account.

Известен полевой способ динамического и статического зондирования, основанный на определении сопротивления грунта внедрению в него зонда, который позволяет установить разрез рыхлых отложений, количественно или качественно оценивать инженерно-геологические свойства пород и их изменчивость в пространстве (Методическое пособие по инженерно-геологическому изучению горных пород. Том 11. - М., МГТУ, 1968, с.330-346). Результаты зондирования используют для разработки классификаций по консистенции связных грунтов, определения несущей способности свай на основе полуколичественной характеристики физических свойств связных грунтов.A known field method of dynamic and static sounding, based on determining the resistance of the soil to the introduction of a probe in it, which allows you to establish a section of loose deposits, quantitatively or qualitatively evaluate the engineering-geological properties of rocks and their variability in space (Methodological manual on engineering-geological study of rocks. Volume 11. - M., MSTU, 1968, p. 330-346). The sounding results are used to develop classifications for the consistency of cohesive soils, to determine the bearing capacity of piles based on the semi-quantitative characteristics of the physical properties of cohesive soils.

Недостатками способа-аналога являются недостаточная точность определения условного сопротивления грунта при динамическом зондировании из-за трения штанг о грунт, изгиба штанг при ударе, изменения соотношения веса зонда и наковальни, что служит причиной значительного разброса данных при сопоставлении их с показателями физико-механических свойств и установлении корреляционных связей, большие трудозатраты по установке вышки в строго вертикальном положении для исключения перекоса и заклинивания штанги в скважине.The disadvantages of the analogue method are the insufficient accuracy of determining the conditional resistance of the soil during dynamic sensing due to friction of the rods against the ground, bending of the rods upon impact, changes in the ratio of the weight of the probe and the anvil, which causes a significant scatter in the data when comparing them with indicators of physical and mechanical properties and the establishment of correlations, the great labor involved in installing the tower in a strictly vertical position to avoid skewing and jamming of the rod in the well.

Наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков является принятый нами за прототип способ определения технологических характеристик связных грунтов при уплотнении механизмами, включающий определение влажности на границе текучести и оптимальной влажности грунта, его гранулометрический состав и по результатам содержание и плотность частиц мелкой фракции размером менее 2 мм, плотность образца при влажности на границе текучести, технологические характеристики по формулам:Closest to the claimed combination of essential features is the method adopted by us for the determination of the technological characteristics of cohesive soils during compaction by mechanisms, including the determination of moisture at the yield point and optimal soil moisture, its particle size distribution and, based on the results, the content and density of fine particles less than 2 mm in size , the density of the sample with moisture at the yield strength, technological characteristics according to the formulas:

- максимальную плотность мелкой фракции- maximum density of the fine fraction

Figure 00000002
Figure 00000002

- оптимальную влажность- optimum humidity

Figure 00000003
Figure 00000003

где ρdmax - максимальная плотность сухого грунта мелких фракций для выбранного механизма, г/см3;where ρ dmax is the maximum density of dry soil of fine fractions for the selected mechanism, g / cm 3 ;

ρs - плотность частиц мелких фракций, г/см3;ρ s is the density of particles of fine fractions, g / cm 3 ;

ρdL - плотность сухого грунта в образце из мелких фракций при влажности на границе текучести WL, г/см3;ρ dL is the density of dry soil in a sample of fine fractions with humidity at the yield strength W L , g / cm 3 ;

σ - удельное уплотняющее давление под рабочим органом механизма, МПа;σ is the specific sealing pressure under the working body of the mechanism, MPa;

Wopt - оптимальная влажность мелких фракций для выбранного механизма, д.ед.;W opt - optimal moisture content of fine fractions for the selected mechanism, d.ed .;

Sr - степень влажности грунта, принимаемая равной при уплотнении катками Sr=0,85-0,90; для трамбующих плит и виброкатков виброударного действия Sr=0,90-0,95;S r is the degree of soil moisture, taken equal when compaction with rollers S r = 0,85-0,90; for ramming plates and vibro-shock vibratory rollers S r = 0.90-0.95;

ρw - плотность воды, равная 1,0 г/см3 ρ w is the density of water equal to 1.0 g / cm 3

(патент РФ № 2186174, МПК E02D 1/02, опубл. 27.07.2002).(RF patent No. 2186174, IPC E02D 1/02, publ. 07.27.2002).

Основным недостатком способа-прототипа является ограниченность его применения для однородных грунтов, уплотняемых механизмами, когда грунт достигает однородного состава в процессе разработки естественных залежей в карьере и последующего перемешивания при отсыпке и разравнивании перед уплотнением механизмами.The main disadvantage of the prototype method is its limited use for homogeneous soils, compacted by mechanisms, when the soil reaches a homogeneous composition during the development of natural deposits in the quarry and subsequent mixing during filling and leveling before compaction by mechanisms.

Изобретением решается задача расширения области использования оценки состояния оснований и тела сооружения из связных грунтов слоистой текстуры, повышения точности определения равновесной плотности и влажности с учетом действующих нагрузок от собственного веса слоев грунта.The invention solves the problem of expanding the use of assessing the state of the foundations and the body of a structure from cohesive soils with a layered texture, increasing the accuracy of determining the equilibrium density and humidity, taking into account the existing loads from the dead weight of the soil layers.

Для достижения названного технического результата в предлагаемом способе, включающем отбор образца грунта, определение плотности и влажности в естественном состоянии, плотности частиц грунта, плотности и влажности на границе текучести, плотности и влажности при различных нагрузках по формулам:To achieve the named technical result in the proposed method, which includes taking a soil sample, determining the density and humidity in the natural state, the density of soil particles, density and humidity at the yield point, density and humidity at various loads according to the formulas:

- плотность- density

Figure 00000004
Figure 00000004

- для грунтов слоистой текстуры по зависимости при давлениях, равных вертикальному в основании слоя,- for soils with a layered texture, depending on pressures equal to the vertical at the base of the layer,

- влажность- humidity

Figure 00000005
Figure 00000005

где ρdmax - максимальная плотность сухого грунта для каждой ступени давлении σ, г/см3;where ρ dmax is the maximum density of dry soil for each step pressure σ, g / cm 3 ;

ρs - плотность частиц грунта, г/см3;ρ s is the density of soil particles, g / cm 3 ;

ρdL - плотность сухого грунта в образце при влажности на границе текучести WL, г/см3;ρ dL is the density of dry soil in the sample at humidity at the yield strength W L , g / cm 3 ;

σ - удельное давление в основании слоя, МПа;σ is the specific pressure at the base of the layer, MPa;

Wopt - оптимальная влажность грунта для каждой ступени давления, д.ед.;W opt - optimum soil moisture for each pressure stage, d.ed .;

Sr - степень влажности грунта, принимаемая равной 1,0;S r is the degree of soil moisture, taken equal to 1.0;

ρw - плотность воды, равная 1,0 г/см3.ρ w is the density of water equal to 1.0 g / cm 3 .

Дополнительно по глубине делят основание и тело сооружения на слои с однородными характеристиками, вычисляют давление от собственного веса грунта каждого выделенного слоя, проводят компрессионное сжатие образца грунта при влажности, близкой к границе текучести, по полученным результатам устанавливают зависимость конечной плотности сухого грунта от давления для каждого слоя и определяют состояние грунтов основания и тела сооружения по соотношению естественных и равновесных значений плотности и влажности: при нормально уплотненном состоянии - естественные плотность и влажность достигают равновесного значения, что означает завершение процесса уплотнения грунтов, при недоуплотненном состоянии - естественная плотность меньше, а влажность больше равновесных значений, что свидетельствует о продолжении процесса уплотнения грунта, при переуплотненном состоянии - естественная плотность больше, а влажность меньше равновесных значений, т.е. возможны деформации набухания при контакте грунтов с водой, например при заполнении водохранилища, подъеме уровня грунтовых вод и др. Причем для однородных грунтов при определении равновесной плотности ρdmax при давлениях равных вертикальному в основании слоя, а при определении равновесной влажности Wσ=Wopt при Sr=1,0.Additionally, the depth of the foundation and the body of the structure are divided into layers with uniform characteristics, the pressure from the own weight of the soil of each selected layer is calculated, the compression of the soil sample is carried out at a moisture content close to the yield point, the dependence of the final density of dry soil on pressure for each is established layer and determine the soil condition of the base and body of the structure by the ratio of natural and equilibrium values of density and humidity: when normally compacted with state - the natural density and humidity reach an equilibrium value, which means the completion of the soil compaction process, when the state is under-compacted, the natural density is less, and the humidity is more than the equilibrium values, which indicates the continuation of the soil compaction process, when the state is densified, the natural density is more and the humidity is less equilibrium values, i.e. swelling deformations are possible upon contact of soils with water, for example, when filling a reservoir, raising groundwater levels, etc. Moreover, for homogeneous soils when determining the equilibrium density ρ = ρ dmax at pressures equal to the vertical at the base of the layer, and when determining the equilibrium humidity W σ = W opt for S r = 1.0.

Кроме этого, предлагаемое техническое решение имеет факультативный признак, характеризующий его частный случай: при определении равновесных плотности ρ и влажности Wσ учитывают дополнительное к весу вышележащих слоев грунта давление, передаваемое на основание и тело сооружения, например, от проезжающего по гребню дамбы автомобильного и/или железнодорожного транспорта, а также от существующих строений, складов материалов и др.In addition, the proposed technical solution has an optional feature characterizing its particular case: when determining the equilibrium densities ρ and humidity W σ, the additional pressure to the weight of the overlying layers of soil is taken into account, transmitted to the base and body of the structure, for example, from an automobile / or railway transport, as well as from existing buildings, warehouses of materials, etc.

Преимущество предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом складывается из возможности его использования при оценке состояния естественных оснований и тела сооружения из связных грунтов слоистой текстуры.The advantage of the invention in comparison with the prototype consists of the possibility of its use in assessing the state of natural bases and the body of the structure from cohesive soils with a layered texture.

Отличительными признаками данного способа являются определение давления от собственного веса грунта каждого выделенного слоя, проведение компрессионного сжатия образца грунта при влажности, близкой к границе текучести, установление зависимости конечной плотности сухого грунта от давления для каждого слоя и определение состояния грунтов основания и тела сооружения по соотношению естественных и равновесных значений плотности и влажности.Distinctive features of this method are the determination of the pressure from the own weight of the soil of each selected layer, the compression compression of the soil sample at a moisture close to the yield point, the dependence of the final density of dry soil on pressure for each layer, and the determination of the condition of the soil of the base and body of the structure by the ratio of natural and equilibrium density and humidity.

Многочисленными опытами со связными грунтами различного гранулометрического и минералогического состава установлено, что равновесная плотность равна ρdmax и зависит от величины действующего давления σ и не зависит от способа его приложения циклического, динамического при уплотнении механизмами или статического при компрессионном сжатии. Оптимальная влажность, при которой достигается максимальная плотность, зависит от способа приложения давления и в формуле (2) определяется при уплотнении катками при Sr=0,85-0,90, для трамбующих плит при виброударном уплотнении Sr=0,90-0,95, а при компрессионном уплотнении в случае определения равновесной влажности Sr=1,0 (Рекомендации по лабораторному определению максимальной плотности связных грунтов применительно к уплотнению катками. П 50-90 / ВНИИГ. - Л.: ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева, 1974, т.105, с.102-115).Numerous experiments with cohesive soils of different particle size and mineralogical composition have established that the equilibrium density is ρ = ρ dmax and depends on the value of the acting pressure σ and does not depend on how it is applied cyclically, dynamically during compaction by mechanisms, or static under compression. The optimum moisture content at which the maximum density depends on the pressure application process in the formula (2) is determined during compaction rollers with S r = 0,85-0,90, for tamping plates under vibro compaction S r = 0,90-0 , 95, and with compression compaction in the case of determining the equilibrium humidity S r = 1,0 (Recommendations for laboratory determination of the maximum density of cohesive soils in relation to compaction by rollers. P 50-90 / VNIIG. - L .: VNIIG named after B.E. Vedeneeva, 1974, v.105, p.102-115).

На этом основании формулы (1) и (2) используют для определения значений максимальных равновесных плотности и влажности грунтов при статическом компрессионном уплотнении под действием собственного веса слоев вышележащего грунта.On this basis, formulas (1) and (2) are used to determine the values of the maximum equilibrium density and moisture of soils during static compression compaction under the influence of their own weight of the layers of overlying soil.

Предлагаемый способ поясняется графиками: на фиг.1а и б показано сопоставление средневзвешенных значений влажности W (а) и плотности ρd(б) грунтов основания в проране и равновесных значений для нагрузок от собственного веса; на фиг.2а и б - график изменения влажности W и плотности ρd суглинков по глубине в теле дамбы.The proposed method is illustrated by graphs: on figa and b shows a comparison of the weighted average values of humidity W (a) and density ρ d (b) of the soil of the base in the gap and the equilibrium values for loads from its own weight; on figa and b is a graph of changes in moisture content W and density ρ d loam in depth in the body of the dam.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Отбирают образцы грунта ненарушенного сложения, определяют плотность ρd и влажность W в естественном состоянии, плотность частиц грунта ρs, влажность грунта на границе текучести WL. Затем проводят компрессионное сжатие образца при влажности, близкой к границе текучести, измеряя осадки образца для каждой ступени давления, и по полученным результатам устанавливают зависимость конечной равновесной плотности сухого грунта от давления для каждой ступени, а равновесную влажность определяют по формуле (2), принимая степень влажности Sr=1,0. Для однородных грунтов (не слоистой текстуры) равновесную плотность можно определить по формуле (1).Samples of soil of undisturbed composition are taken, the density ρ d and moisture W in the natural state, the density of soil particles ρ s , and the soil moisture at the yield strength W L are determined. Then, compression compression of the sample is carried out at a moisture close to the yield point, measuring the precipitation of the sample for each pressure stage, and the results establish the dependence of the final equilibrium density of dry soil on the pressure for each stage, and the equilibrium humidity is determined by the formula (2), taking the degree humidity S r = 1,0. For homogeneous soils (not a layered texture), the equilibrium density can be determined by the formula (1).

Основание и тело сооружения по глубине делят на слои с однородными характеристиками и определяют давление от собственного веса грунта в основании каждого выделенного слоя.The base and body of the structure are divided in depth into layers with uniform characteristics and determine the pressure from the own weight of the soil at the base of each selected layer.

Состояние грунтов основания и тела сооружения определяют, сравнивая естественные и равновесные значения плотности и влажности, и выделяют следующие виды:The soil condition of the base and body of the structure is determined by comparing the natural and equilibrium values of density and humidity, and the following types are distinguished:

- нормально уплотненное - естественные плотность и влажность достигли равновесного значения, что означает завершение процесса уплотнения грунтов;- normally compacted - natural density and humidity have reached equilibrium values, which means the completion of the compaction of soils;

- недоуплотненное - естественная плотность меньше, а влажность больше равновесных значений, что свидетельствует о продолжении процесса уплотнения грунта;- underconsolidated - the natural density is less, and the humidity is more than the equilibrium values, which indicates the continuation of the compaction of the soil;

- переуплотненное - естественная плотность больше, а влажность меньше равновесных значений, т.е. возможны деформации набухания при контакте грунтов с водой, например, при заполнении водохранилища, подъеме уровня грунтовых вод и др.- overconsolidated - the natural density is greater and the humidity is less than the equilibrium values, i.e. swelling deformations are possible upon contact of soil with water, for example, when filling a reservoir, raising the level of groundwater, etc.

При необходимости учитывают дополнительное к весу вышележащих слоев грунта давление, передаваемое на основание и тело дамбы от проезжающего по гребню автомобильного и/или железнодорожного транспорта, строений, складов материалов и др.If necessary, take into account the additional pressure to the weight of the overlying layers of soil transmitted to the base and body of the dam from a motor vehicle and / or railway transport passing along the crest, buildings, warehouses of materials, etc.

В этом заключается совокупность существенных признаков, обеспечивающих получение технического результата для всех случаев, на которые распространяется предлагаемое изобретение.This is a set of essential features that provide a technical result for all cases to which the present invention applies.

Пример 1. Необходимо определить состояние слабых грунтов основания в проране комплекса защиты г.Санкт-Петербурга от наводнений.Example 1. It is necessary to determine the condition of soft soils in the basement of the flood protection complex in St. Petersburg.

Из буровых скважин через 1 м по глубине отбирают образцы грунтов, определяют плотность частиц, плотность и влажность в естественном состоянии, по полученным результатам вычисляют средневзвешенные значения. На основании материалов инженерно-геологических изысканий на этом участке выделяют следующие характерные слои: насыпной песок мощностью слоя 2,7 м, ленточные пылеватые глины (слой 25 д), характеризующиеся чередованием горизонтальных тонких прослоев высокодисперсной глины и мелкого песка, мощность слоя 8,0 м и неяснослоистые суглинки (слой 26), разведанная мощность слоя 3,8 м. Определяют значения влажности на границе текучести WL.Soil samples are taken from boreholes after 1 m in depth, particle density, density and moisture in the natural state are determined, and the weighted average values are calculated from the results obtained. Based on the materials of engineering and geological surveys in this section, the following characteristic layers are distinguished: bulk sand with a thickness of 2.7 m, tape dusty clays (layer 25 d), characterized by the alternation of horizontal thin interlayers of fine clay and fine sand, layer thickness 8.0 m and non-layered loams (layer 26), the explored thickness of the layer is 3.8 m. The moisture values at the yield strength W L are determined.

По СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений» определяют давления в основании выделенных слоев грунтов основания. Полученные результаты приведены в таблице 1.According to SNiP 2.02.01-83 * "Foundations of buildings and structures" determine the pressure in the base of the selected layers of base soil. The results are shown in table 1.

Далее выполняют компрессионное сжатие образцов грунта выделенных слоев при следующих ступенях давлений σ: 0,01; 0,02; 0,03; 0,05; 0,10; 0,15; 0,20 и 0,25 МПа. Определяют равновесные значения плотности ρ для каждой ступени нагрузки после стабилизации деформаций. Равновесная влажность для каждой ступени нагрузки определена по формуле (2) при степени влажности грунта Sr=1,0. Полученные результаты приведены в таблице 2.Next, compression compression of soil samples of the selected layers is performed at the following pressure levels σ: 0.01; 0.02; 0.03; 0.05; 0.10; 0.15; 0.20 and 0.25 MPa. Determine the equilibrium density ρ for each load stage after stabilization of the deformations. The equilibrium moisture content for each load stage is determined by the formula (2) with the degree of soil moisture S r = 1,0. The results are shown in table 2.

Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000006
Figure 00000007

По графику на фиг.1, где приведены изменения естественных, средневзвешенных и равновесных значений плотности и влажности грунтов выделенных слоев по глубине с учетом действующих давлений от собственного веса грунта, установлено, что естественная плотность меньше, а влажность больше равновесных значений в грунтах основания, что позволяет определять их состояние как недоуплотненное. В связи с этим при достройке дамбы необходимо принять меры по укреплению основания либо удалить слабый слой или отсыпать дамбу способом отжатия слабого слоя грунта при строгой корректировке скорости производства работ в соответствии с ростом порового давления и осадки в грунтах основания, предусмотрев перерывы в отсыпке грунтов для снижения порового давления до безопасного уровня.According to the graph in figure 1, which shows the changes in natural, weighted average and equilibrium values of the density and humidity of the selected layers in depth, taking into account the existing pressures from the own weight of the soil, it was found that the natural density is less and the humidity is more than the equilibrium values in the soil of the base, which allows you to determine their condition as uncompressed. In this regard, when completing the dam, it is necessary to take measures to strengthen the foundation, either remove the weak layer or fill the dam with the method of squeezing a weak soil layer with strict adjustment of the work rate in accordance with the increase in pore pressure and sedimentation in the soil of the base, providing for breaks in the filling of the soil to reduce pore pressure to a safe level.

Пример 2. При строительстве дамбы из мореного суглинка (слой 38) его отсыпали в воду глубиной 5 м. Возникло опасение, что в нижнем слое дамбы образуется разжиженный слой. И через 18 лет после строительства с гребня дамбы были пробурены скважины с отбором образцов через 1 м и определены естественные значения плотности, влажности, плотности частиц грунта ρs=2,72 г/см3, влажности на границе текучести WL=0,22, а также равновесные значения плотности по формуле (1) и влажности по формуле (2) при Sr=1,0 для мелкозема (фракций размером менее 2 мм) и при содержании в грунте 15% крупных фракций (крупнее 2 мм). Результаты испытаний приведены в таблице 3 и на графиках фиг.2.Example 2. During the construction of a dam from boggy loam (layer 38), it was poured into water 5 m deep. There was a fear that a liquefied layer would form in the lower layer of the dam. And 18 years after construction, wells with sampling after 1 m were drilled from the dam ridge and the natural values of density, humidity, density of soil particles ρ s = 2.72 g / cm 3 , humidity at the yield point W L = 0.22 were determined as well as the equilibrium density values according to formula (1) and humidity according to formula (2) at S r = 1.0 for fine earth (fractions less than 2 mm in size) and when 15% of large fractions in the soil (larger than 2 mm) are contained. The test results are shown in table 3 and in the graphs of figure 2.

В данном случае естественная плотность больше, а влажность меньше равновесных значений, что позволяет определить переуплотненное состояние грунтов тела отсыпанной дамбы. Учитывая отсутствие способности грунтов к набуханию, тело дамбы оценивают как стабильное, плотное и монолитное.In this case, the natural density is greater, and the humidity is less than the equilibrium values, which allows us to determine the overconsolidated state of the soil of the body of the dumped dam. Given the lack of ability of soils to swell, the dam body is assessed as stable, dense and monolithic.

Таблица 3Table 3 Равновесные значения плотности ρ и влажности Wσ при различных ступенях давления, рассчитанные по формулам (1) и (2) для мелкозема и при содержании в грунте 15% крупных фракцийEquilibrium values of density ρ and humidity W σ at various pressure levels calculated according to formulas (1) and (2) for fine earth and when the content of large fractions is 15% in the soil Содержание крупных фракций Р, %The content of large fractions P,% σ, МПаσ, MPa 00 0,010.01 0,020.02 0,030,03 0,050.05 0,100.10 0,150.15 0,200.20 0,250.25 0,300.30 1one 22 33 4four 55 66 77 88 99 1010 11eleven 1212 0 (мелкозем d<2 мм)0 (fine earth d <2 mm) ρ, г/см3 ρ , g / cm 3 1,611,61 1,641,64 1,671,67 1,691,69 1,721.72 1,761.76 1,781.78 1,801.80 1,811.81 1,821.82 Wσ W σ 0,2530.253 0,2420.242 0,2310.231 0,2240.224 0,2140.214 0,2010.201 0,1940.194 0,1880.188 0,1850.185 0,1820.182 15%fifteen% ρ, г/см3 ρ , g / cm 3 1,711.71 1,741.74 1,771.77 1,791.79 1,821.82 1,861.86 1,881.88 1,901.90 1,911.91 1,921.92 Wσ W σ 0,2230.223 0,2130.213 0,2040.204 0,1980.198 0,1890.189 0,1780.178 0,1720.172 0,1670.167 0,1650.165 0,1620.162

Предлагаемый способ оценки состояния связных грунтов основания и тела сооружения позволяет снизить трудоемкость процесса, расширить область применения для оснований из слоистых грунтов, повысить точность определения равновесных значений плотности и влажности с учетом действующих нагрузок от собственного веса слоев грунта.The proposed method for assessing the state of cohesive soils of the base and body of the structure allows to reduce the complexity of the process, to expand the scope for bases of layered soils, to increase the accuracy of determining the equilibrium values of density and humidity, taking into account the existing loads from the dead weight of the soil layers.

Claims (2)

1. Способ оценки состояния связных грунтов основания и тела сооружения, включающий отбор образца грунта, определение плотности и влажности в естественном состоянии, плотности частиц грунта, плотности и влажности на границе текучести, плотности и влажности при различных нагрузках по формулам1. A method for assessing the state of cohesive soils of the foundation and body of a structure, including taking a soil sample, determining the density and moisture in the natural state, the density of soil particles, density and humidity at the yield point, density and humidity at various loads using the formulas плотностьdensity
Figure 00000008
Figure 00000008
для грунтов слоистой текстуры по зависимости при давлениях, равных вертикальному в основании слоя,for soils with a layered texture, depending on pressures equal to the vertical at the base of the layer, влажностьhumidity
Figure 00000009
Figure 00000009
где ρd max - максимальная плотность сухого грунта для каждой ступени давления σ, г/см3;where ρ d max - the maximum density of dry soil for each pressure step σ, g / cm 3 ; ρs - плотность частиц грунта, г/см3;ρ s is the density of soil particles, g / cm 3 ; ρdL - плотность сухого грунта в образце при влажности на границе текучести WL, г/см3;ρ dL is the density of dry soil in the sample at humidity at the yield strength W L , g / cm 3 ; σ - удельное давление в основании слоя, МПа;σ is the specific pressure at the base of the layer, MPa; Wopt - оптимальная влажность грунта для каждой ступени давления, д.е.;W opt - optimum soil moisture for each pressure stage, d.e .; Sr - степень влажности грунта, принимаемая равной 1,0;S r is the degree of soil moisture, taken equal to 1.0; ρw - плотность воды, равная 1,0 г/см3,ρ w is the density of water equal to 1.0 g / cm 3 , отличающийся тем, что дополнительно по глубине делят основание и тело сооружения на слои с однородными характеристиками, вычисляют давление от собственного веса грунта каждого выделенного слоя, проводят компрессионное сжатие образца грунта при влажности близкой к границе текучести, по полученным результатам устанавливают зависимость конечной плотности сухого грунта от давления для каждого слоя и определяют состояние грунтов основания и тела сооружения по соотношению естественных и равновесных значений плотности и влажности: при нормально уплотненном состоянии - естественные плотность и влажность достигают равновесного значения, что означает завершение процесса уплотнения грунтов, при недоуплотненном состоянии - естественная плотность меньше, а влажность больше равновесных значений, что свидетельствует о продолжении процесса уплотнения грунта, при переуплотненном состоянии - естественная плотность больше, а влажность меньше равновесных значений, т.е. возможны деформации набухания при контакте грунтов с водой, например, при заполнении водохранилища, подъеме уровня грунтовых вод, причем для однородных грунтов при определении равновесной плотности ρdmax при давлениях, равных вертикальному в основании слоя, а при определении равновесной влажности Wopt=Wσ при Sr=1,0.characterized in that, in addition, the base and body of the structure are further divided into layers with uniform characteristics, the pressure from the own weight of the soil of each selected layer is calculated, the compression of the soil sample is carried out at a humidity close to the yield point, the dependence of the final density of dry soil on pressure for each layer and determine the condition of the soil of the base and body of the structure according to the ratio of natural and equilibrium values of density and humidity: at in a densely compacted state — natural density and humidity reach an equilibrium value, which means the completion of the soil compaction process, in an underconsolidated state — the natural density is less, and moisture is greater than the equilibrium values, which indicates the continuation of the soil compaction process, in a re-compacted state — the natural density is greater, and humidity is less than equilibrium values, i.e. swelling deformations are possible upon contact of soils with water, for example, when filling a reservoir, raising the level of groundwater, and for homogeneous soils when determining the equilibrium density ρ dmax = ρ at pressures equal to the vertical at the base of the layer, and when determining the equilibrium humidity W opt = W σ at S r = 1.0.
2. Способ оценки состояния связных грунтов основания и тела сооружения по п.1, отличающийся тем, что при определении равновесных плотности ρ и влажности Wσ учитывают дополнительное к весу вышележащих слоев грунта давление, передаваемое на основание и тело сооружения, например, от проезжающих по гребню дамбы автомобильного и/или железнодорожного транспорта, а также от существующих строений, складов материалов.2. The method for assessing the state of cohesive soils of the base and body of a structure according to claim 1, characterized in that when determining the equilibrium density ρ and humidity W σ, the additional pressure to the weight of the overlying layers of the soil is transferred to the base and body of the structure, for example, from passing along the crest of the dam of automobile and / or railway transport, as well as from existing buildings, warehouses of materials.
RU2006125953/03A 2006-07-17 2006-07-17 Method to estimate condition of cohesive soil of foundation base and building structure body RU2317372C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006125953/03A RU2317372C1 (en) 2006-07-17 2006-07-17 Method to estimate condition of cohesive soil of foundation base and building structure body

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006125953/03A RU2317372C1 (en) 2006-07-17 2006-07-17 Method to estimate condition of cohesive soil of foundation base and building structure body

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2317372C1 true RU2317372C1 (en) 2008-02-20

Family

ID=39267226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006125953/03A RU2317372C1 (en) 2006-07-17 2006-07-17 Method to estimate condition of cohesive soil of foundation base and building structure body

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2317372C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102323178A (en) * 2011-08-04 2012-01-18 河海大学 Soil body physical property index measuring method and measurement mechanism thereof
RU2503776C1 (en) * 2012-07-23 2014-01-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники имени Б.Е. Веденеева" Method to assess content of macrofragmental inclusions to characteristics of compressibility of mixtures of clayey soils
RU2551088C1 (en) * 2013-12-16 2015-05-20 Андрей Александрович Музафаров Method for quality assessment of layer-by-layer compaction of erected earth fills of highways, railways and dams of hydraulic engineering structures
RU2748876C1 (en) * 2020-07-20 2021-06-01 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО НПП "Геотек") Method for conducting engineering-geological and geotechnical surveys

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102323178A (en) * 2011-08-04 2012-01-18 河海大学 Soil body physical property index measuring method and measurement mechanism thereof
CN102323178B (en) * 2011-08-04 2013-07-03 河海大学 Method and device for measuring physical property indexes of soil body
RU2503776C1 (en) * 2012-07-23 2014-01-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники имени Б.Е. Веденеева" Method to assess content of macrofragmental inclusions to characteristics of compressibility of mixtures of clayey soils
RU2551088C1 (en) * 2013-12-16 2015-05-20 Андрей Александрович Музафаров Method for quality assessment of layer-by-layer compaction of erected earth fills of highways, railways and dams of hydraulic engineering structures
RU2748876C1 (en) * 2020-07-20 2021-06-01 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО НПП "Геотек") Method for conducting engineering-geological and geotechnical surveys

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Knappett Craig's soil mechanics
Tatsuoka et al. Importance of controlling the degree of saturation in soil compaction linked to soil structure design
Craig Craig's soil mechanics
Chai et al. Simple method of modeling PVD-improved subsoil
Vanapalli et al. Design of single piles using the mechanics of unsaturated soils
Viswanadham et al. Centrifuge model tests on clay based engineered barriers subjected to differential settlements
Alonso et al. Modelling the response of Lechago earth and rockfill dam
Fattah et al. Determination of collapse potential of gypseous soil from field and laboratory tests
Karray et al. Shear wave velocity as function of cone penetration resistance and grain size for Holocene-age uncemented soils: a new perspective
RU2317372C1 (en) Method to estimate condition of cohesive soil of foundation base and building structure body
Gao et al. Volume change behaviour of unsaturated compacted weakly expansive soils
Mendoza et al. Elastoplastic framework of relationships between CBR and Young’s modulus for fine grained materials
Al-Shamrani Applying the hyperbolic method and Cα/Cc concept for settlement prediction of complex organic-rich soil formations
Maghvan et al. Physical modeling of stone columns in unsaturated soil deposits
Abbase Pullout capacity of screw piles in sandy soil
Nguyen et al. Compaction behavior of nonwoven geotextile-reinforced clay
Al-Shamrani Applicability of the rectangular hyperbolic method to settlement predictions of sabkha soils
Idehai et al. Comparative Assessment of the Geotechnical Properties of residual Soils in parts of Awka and Abuja Areas of Nigeria
Cao et al. Use of flat dilatometer in Ontario
Ugwuanyi et al. Suitability of Olokoro and Amaoba lateritic soil as pavement construction materials
Timani et al. Statistical Assessment of Compaction Characteristics, California Bearing Ratio Value and Shear Behavior of Clay-Sand-Gravel Mixture for Pavements
Bahabri Settlement Potentiality Analysis of Clay Soils, North Jeddah, Saudi Arabia
Abdel-Mohsen et al. Performance of partially replaced collapsible soil Part 1: Laboratory Study
Osouli et al. Erosion in low to high plasticity silts and clays due to floodwall overtopping
Mirsalehi Simulation of the Numerical Behavior of Stone and Geosynthetic Encapsulated Sand Columns in Tuzla Area