RU2631445C2 - Method for determining number of workings while conducting engineering and geological surveys - Google Patents

Method for determining number of workings while conducting engineering and geological surveys Download PDF

Info

Publication number
RU2631445C2
RU2631445C2 RU2016106683A RU2016106683A RU2631445C2 RU 2631445 C2 RU2631445 C2 RU 2631445C2 RU 2016106683 A RU2016106683 A RU 2016106683A RU 2016106683 A RU2016106683 A RU 2016106683A RU 2631445 C2 RU2631445 C2 RU 2631445C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
workings
building
base
determining
engineering
Prior art date
Application number
RU2016106683A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016106683A (en
Inventor
Геннадий Григорьевич Болдырев
Валерий Александрович Барвашов
Елена Геннадьевна Болдырева
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "НПП "Геотек"
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 Общество с ограниченной ответственностью "НПП "Геотек" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "НПП "Геотек"
Priority to RU2016106683A priority Critical patent/RU2631445C2/en
Publication of RU2016106683A publication Critical patent/RU2016106683A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2631445C2 publication Critical patent/RU2631445C2/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D1/00Investigation of foundation soil in situ
    • E02D1/02Investigation of foundation soil in situ before construction work

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: method for determining the number of workings while conducting engineering and geological surveys includes driving the workings within the spot of a building or a structure to be projected, determining the soil deformation modulus, finding the settlement of the building or the structure at each working and the settlement unevenness between the workings, finding the base stiffness coefficient at each working at the predetermined sizes in the plan of the building or the structure and the load on the base, using at that Shephard's function for the base hardness coefficient in the form of a reduced dependence.
EFFECT: improving the accuracy of engineering and geological surveys, reducing the labour intensity and expanding the scope of application.
3 cl, 1 tbl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства и предназначено для определения количества выработок, осадок и кренов зданий при проведении инженерно-геологических изысканий.The invention relates to the field of construction and is intended to determine the number of workings, precipitation and roll of buildings during engineering and geological surveys.

Известен способ определения зоны возможного провалообразования в грунтах по авторскому свидетельству SU №1752869 A1 (МПК E02D 1/02, от 07.08.1992), включающий опробование грунта в нескольких точках исследуемой площади, определение его характеристик, их математическую обработку и определение местоположения и размеров провальной зоны, опробование грунта производят путем зондирования с определением сопротивления проникновения конуса зонда в грунт и определяют координаты центра круговой зоны, внутри которой будет находиться центр возможного провала.There is a method of determining the zone of possible failure in soils according to the copyright certificate SU No. 1752869 A1 (IPC E02D 1/02, 08/07/1992), including testing the soil at several points of the studied area, determining its characteristics, their mathematical processing and determining the location and size of the failure zones, soil testing is carried out by sensing to determine the penetration resistance of the probe cone into the soil and determine the coordinates of the center of the circular zone, inside which will be the center of a possible failure.

Недостатком данного способа является то, что опробование грунта выполняют путем погружения конуса зонда с определением условного динамического сопротивления грунта без определения необходимого количества точек зондирования и выработок.The disadvantage of this method is that soil testing is performed by immersing the cone of the probe with the determination of the conditional dynamic resistance of the soil without determining the required number of sensing points and workings.

Известен способ определения количества выработок при инженерно-геологических изысканиях для проектирования и устройства свайных фундаментов и определении объемов изысканий (Инструкция по инженерно-геологическим и изысканиям в г. Москве, 2004), в котором объем изысканий зависит от трех категорий сложности грунтовых условий в зависимости от однородности грунтов по условиям залегания и свойствам.There is a method of determining the number of workings in engineering-geological surveys for the design and installation of pile foundations and determining the volume of surveys (Instructions for engineering-geological and surveys in Moscow, 2004), in which the volume of surveys depends on three categories of complexity of soil conditions depending on soil uniformity according to bedding conditions and properties.

К первой категории относят однослойную или многослойную по составу толщу грунтов с практически горизонтальными или слабо наклоненными слоями (уклон не более 0,05), причем в пределах каждого слоя грунты однородны по свойствам.The first category includes a single-layer or multilayer composition of the thickness of soils with almost horizontal or slightly inclined layers (slope no more than 0.05), and within each layer, the soils are uniform in properties.

Ко второй категории относят однослойную или многослойную по составу толщу грунтов с недостаточно выдержанными границами между слоями (уклон не более 0,1), причем в пределах слоев грунты неоднородны по свойствам.The second category includes a single-layer or multilayer composition of the thickness of soils with insufficiently maintained boundaries between the layers (slope of not more than 0.1), and within the layers the soils are heterogeneous in properties.

К третьей категории относят многослойную по составу и неоднородную по свойствам толщу грунтов с невыдержанными границами между слоями (уклон более 0,1), причем отдельные слои могут выклиниваться.The third category includes soil strata with a multilayer composition and heterogeneous properties with unstable boundaries between the layers (slope greater than 0.1), and individual layers can wedge out.

При этом оценка категории сложности грунтовых условий на площадке строительства выполняется на основе материалов геологических фондов.Moreover, the assessment of the category of complexity of soil conditions at the construction site is based on the materials of geological funds.

Недостатком данного способа является то, что на начальном этапе изысканий неизвестна стратиграфия грунтовой толщи и невозможно определить категорию сложности грунтовых условий при отсутствии геологических фондов, что имеет место на неосвоенных территориях.The disadvantage of this method is that at the initial stage of the survey, stratigraphy of the soil stratum is unknown and it is impossible to determine the category of complexity of soil conditions in the absence of geological funds, which takes place in undeveloped territories.

Наиболее близким по технической сущности предлагаемого изобретения является способ определения количества выработок, приведенный в СП 47.13330 (Инженерные изыскания для строительства, 2013). По данному способу количество выработок и расстояния между ними определяются нормативными требованиями с использованием табличных значений в зависимости от категории сложности инженерно-геологических условий.Closest to the technical nature of the invention is a method for determining the number of workings described in SP 47.13330 (Engineering surveys for construction, 2013). According to this method, the number of workings and the distances between them are determined by regulatory requirements using tabular values depending on the complexity category of engineering and geological conditions.

Согласно способу - количество выработок в пределах контура каждого здания и сооружения определяются: для I категории сложности инженерно-геологических условий - 1-2 выработки; для II категории - не менее 3-4; для III категории - количество горных выработок определяется конструкцией конкретного фундамента, нагрузками на основание и инженерно-геологическими условиями, но не менее 4-5, с учетом геометрических размеров объекта. В зависимости от категории сложности инженерно-геологических условий расстояние между выработками (скважины, шурфы, дудки и т.п.) изменяются от 25 до 100 м.According to the method, the number of workings within the contour of each building and structure is determined: for category I complexity of engineering and geological conditions - 1-2 workings; for category II - at least 3-4; for category III - the number of mine workings is determined by the construction of a particular foundation, the loads on the foundation and the engineering and geological conditions, but not less than 4-5, taking into account the geometric dimensions of the object. Depending on the complexity category of engineering and geological conditions, the distance between the workings (wells, pits, pipes, etc.) varies from 25 to 100 m.

К недостаткам данного способа можно отнести то, что категории сложности инженерно-геологических условий даны исходя из геологических и гидрогеологических процессов, влияющих на условия строительства и эксплуатации зданий и сооружений. Эти условия не имеют количественного описания и не связаны с факторами, определяющими поведение зданий в процессе их строительства и последующей эксплуатации, такими как осадка и крен здания или сооружения, что может привести к нарушению нормальных условий эксплуатации зданий. Количество выработок, при этом, определяется без учета взаимодействия грунтов со зданием или сооружением и свойств грунтов, которые могут существенным образом отличаться в грунтах между выработками. В большинстве случаев, для зданий и сооружений используется правило «конверта» - четыре выработки по периметру проектируемого объекта и одна в центре пятна застройки. Глубины выработок назначается по табличным значениям, зависящим от типа фундамента, величины предполагаемой нагрузки и изменяется от 4 до 26 м, но не зависит от вида грунта, его свойств и распределения дополнительных напряжений в основании от нагрузки.The disadvantages of this method include the fact that the complexity categories of engineering and geological conditions are given on the basis of geological and hydrogeological processes that affect the conditions of construction and operation of buildings and structures. These conditions do not have a quantitative description and are not related to factors determining the behavior of buildings during their construction and subsequent operation, such as settlement and roll of a building or structure, which can lead to a violation of the normal operating conditions of buildings. The number of workings, in this case, is determined without taking into account the interaction of soils with the building or structure and the properties of soils, which can significantly differ in soils between workings. In most cases, the “envelope” rule is used for buildings and structures - four workings around the perimeter of the projected object and one in the center of the development spot. The working depths are assigned according to tabular values depending on the type of foundation, the magnitude of the expected load and varies from 4 to 26 m, but does not depend on the type of soil, its properties and the distribution of additional stresses in the base from the load.

Выполняя инженерно-геологические изыскания (ИГИ), геологи проводят измерения в выработках в полевых условиях или путем испытаний отобранных монолитов в лабораторных условиях, т.е. в чрезвычайно малом относительном объеме грунта под сооружением (порядка миллионных долей от объема массива грунта под зданием или сооружением). Затем эти данные ИГИ произвольно и субъективно (т.е. неоднозначно) экстраполируются на весь объем основания при построении стратификации в виде инженерно-геологических элементов (ИГЭ) и/или расчетных геологических элементов (РГЭ). При этом в близких точках основания определяемые характеристики могут сильно различаться, но повторяемость результатов испытаний при выполнении ИГИ не проверяется несмотря на большой разброс измеряемых величин.Performing geotechnical surveys (ISI), geologists take measurements in the workings in the field or by testing selected monoliths in the laboratory, i.e. in an extremely small relative volume of soil under the structure (of the order of millionths of the volume of the soil mass under the building or structure). Then, these IGI data are randomly and subjectively (i.e. ambiguously) extrapolated to the entire base volume when constructing stratifications in the form of engineering geological elements (IGE) and / or calculated geological elements (EGE). Moreover, at close points of the base, the determined characteristics can vary greatly, but the repeatability of the test results when performing the ISI is not checked despite the wide variation in the measured values.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение точности инженерно-геологических изысканий, снижение трудоемкости и расширение области применения.The technical task of the present invention is to improve the accuracy of engineering and geological surveys, reducing the complexity and expanding the scope.

Поставленная задача решена тем, что требуемое количество выработок и их глубина определяются исходя из расчета осадки, неравномерности осадки и крена проектируемого здания непосредственно в процессе проходки выработок.The problem is solved in that the required number of workings and their depth are determined based on the calculation of draft, uneven draft and roll of the designed building directly in the process of driving the workings.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

На площадке инженерно-геологических изысканий устанавливают буровой станок и проходят выработку, например, в виде скважины в любом месте пятна проектируемого здания или сооружения. В процессе проходки выработки проводят испытания грунтов штампом, например, методом бурового зондирования по патенту RU №233314 C1 (МПК E02D 1/02 от 27.07.2012) с определением модуля деформации на заданных интервалах по глубине. Принимают здание или сооружение совместно с фундаментом за жесткий блок с заданными размерами в плане и нагрузкой на основание и рассчитывают осадку методом послойного суммирования. Вычисляют коэффициент жесткости основания для данной выработки. Произвольно, в пределах пятна здания или сооружения, например, в угловых точках проходят новые выработки с определением осадки и коэффициента жесткости основания. Используют функцию Шепарда и найденные по выработкам коэффициенты жесткости основания для их экстраполяции на всю поверхность основания под зданием или сооружением. Проходку выработок и испытания грунтов продолжают до тех пор, пока при числе выработок от трех и более, при различных значениях параметра формы аппроксимации функции Шепарда, распределения коэффициента жесткости основания достигают допустимый представительный разброс расчетных величин средних и неравномерных осадок здания и их кренов.A drilling rig is installed at the site of engineering and geological surveys and development is conducted, for example, in the form of a well anywhere on the spot of the designed building or structure. In the process of excavation, the soil is tested with a stamp, for example, by the method of drilling sounding according to patent RU No. 233314 C1 (IPC E02D 1/02 of 07/27/2012) with the determination of the deformation modulus at specified intervals in depth. Take a building or structure together with the foundation for a rigid block with specified dimensions in terms of plan and load on the base and calculate the draft by the method of layer-by-layer summation. The stiffness coefficient of the base for a given output is calculated. Arbitrarily, within the spot of a building or structure, for example, at corner points, new workings pass with the determination of draft and stiffness coefficient of the base. Use the Shepard function and found on the workings of the stiffness factors of the base for extrapolation to the entire surface of the base under the building or structure. Tunneling and soil testing continue until, when the number of excavations is three or more, with different values of the shape parameter of the Shepard function approximation, the distribution of the stiffness coefficient of the base, an acceptable representative scatter of the calculated values of the average and uneven building sediments and their heels is reached.

Предлагаемый способ устраняет недостатки традиционных методов инженерно-геологических исследований:The proposed method eliminates the disadvantages of traditional methods of engineering and geological research:

- неопределенность при выборе количества выработок, связанная с исключением свойств грунтов, размеров и дополнительных напряжений в основании от нагрузок проектируемого здания или сооружения при их назначении;- Uncertainty when choosing the number of workings associated with the exclusion of soil properties, sizes and additional stresses in the base from the loads of the designed building or structure at their designation;

- исключается отбор монолитов, их транспортировка и лабораторные испытания, что снижает трудоемкость инженерно-геологических исследований, так как все исследования проводятся в полевых условиях на грунтах с ненарушенной структурой;- excludes the selection of monoliths, their transportation and laboratory tests, which reduces the complexity of engineering and geological research, since all studies are carried out in the field on soils with undisturbed structure;

- расширяется область применения, так в процессе инженерно-геологических исследований определяются осадки и крены здания и сооружения, которые проектировщики могут использовать при назначении размеров фундаментов;- the scope of application is expanding, so in the process of engineering and geological research, the precipitation and banks of the building and structures are determined, which designers can use when assigning the dimensions of the foundations;

- исключается представление инженерно-геологических разрезов с выделением ИГЭ. Это субъективная операция выполняется при камеральной обработке материалов изысканий для ограниченного объема грунта с произвольной экстраполяцией величин характеристик грунта между выработками, точность которой зависит только от опыта геолога и не связана со свойствами исследуемых грунтов.- excludes the presentation of engineering-geological sections with the allocation of IGE. This subjective operation is performed during desk processing of survey materials for a limited amount of soil with an arbitrary extrapolation of the values of soil characteristics between excavations, the accuracy of which depends only on the experience of the geologist and is not related to the properties of the studied soils.

Изобретение иллюстрируется графическими материалами, на которых показано следующее:The invention is illustrated by graphic materials, which show the following:

на фиг. 1 показан план проектируемого здания с расположением нормативных выработок;in FIG. 1 shows a plan of the designed building with the location of the normative workings;

на фиг. 2 показан пример распределения по глубине модуля деформации в выработке;in FIG. Figure 2 shows an example of the depth distribution of the deformation modulus in a mine;

на фиг. 3 приведены результаты расчета осадки фундамента по результатам исследований на одной выработке;in FIG. 3 shows the results of calculating the settlement of the foundation according to the results of studies on one mine;

на фиг. 4 приведены результаты расчета осадки и крена фундамента по результатам исследований на двух выработках;in FIG. 4 shows the results of calculating the draft and heel of the foundation according to the results of studies on two workings;

на фиг. 5 показан план проектируемого здания с расположением дополнительных выработок;in FIG. 5 shows a plan of the designed building with the location of additional workings;

на фиг. 6 показан пример карты изополей коэффициента жесткости основания, построенной по девяти выработкам для сооружения размерами 40×20 м.in FIG. Figure 6 shows an example of a map of isopoles of the stiffness coefficient of a base constructed from nine workings for a structure 40 × 20 m in size.

Пример реализации технического решения.An example of the implementation of a technical solution.

В качестве примера реализации предлагаемого способа рассматривается определение количества выработок при проведении инженерно-геологических изысканий на площадке строительства жилого здания:As an example of the implementation of the proposed method, the determination of the number of workings during engineering and geological surveys at the construction site of a residential building is considered:

- здание прямоугольное в плане с размерами в плане L=40 м и b=20 м и средним давлением на основание q=300 кПа;- the building is rectangular in plan with dimensions in plan L = 40 m and b = 20 m and average pressure on the base q = 300 kPa;

- фундамент плитный с размерами, равными размерам жилого дома в плане;- a slab foundation with dimensions equal to the dimensions of a residential building in plan;

- план проектируемого здания с расположением нормативных выработок показан на фиг. 1.- the plan of the designed building with the location of the normative workings is shown in FIG. one.

Инженерно-геологические изыскания выполняются путем проходки выработок в виде скважин и испытаниями грунтов по следующей процедуре.Engineering and geological surveys are carried out by digging workings in the form of wells and soil tests according to the following procedure.

1. Выполняется проходка первой выработки в любом месте пятна здания, например, в центре проектируемого здания. Выработка номер 1 (В1) на фиг. 1.1. The first mine is drilled anywhere on the spot of the building, for example, in the center of the projected building. Production number 1 (B1) in FIG. one.

2. В процессе проходки выработки на заданных техническим заданием глубинах, например, через 0,5 м по глубине, определяют модуль деформации грунтов одним из известных методов, например методом бурового зондирования по патенту RU 2541977 C2 (МПК E02D 1/02 от 27.07.2012).2. In the process of sinking at the depths specified by the technical task, for example, through 0.5 m in depth, the soil deformation modulus is determined by one of the known methods, for example, by the method of drilling sounding according to patent RU 2541977 C2 (IPC E02D 1/02 of 07/27/2012 )

3. Используя найденные значения модулей деформации, строится профиль изменения модуля деформации с глубиной (фиг. 2). Подобные профили могут быть получены в любой точке пятна здания или сооружения, в том числе и по периметру здания, например в выработках, показанных на фиг. 1 и фиг. 6.3. Using the found values of the deformation moduli, a profile of the change in the deformation modulus with depth is constructed (Fig. 2). Such profiles can be obtained at any point of the spot of a building or structure, including along the perimeter of the building, for example, in the workings shown in FIG. 1 and FIG. 6.

4. Принимается здание совместно с фундаментом за жесткий блок с заданными шириной (b) и длиной (L) и средним давлением под подошвой (q).4. The building is accepted together with the foundation as a rigid block with the given width (b) and length (L) and average pressure under the sole (q).

5. Находится осадка основания здания (s) с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства по СП 22.13330-2011 (Основания зданий и сооружений, 2011):5. The settlement of the base of the building (s) is found using the design scheme in the form of a linearly deformable half-space according to SP 22.13330-2011 (Foundations of buildings and structures, 2011):

Figure 00000001
Figure 00000001

где Ei - модуль деформации;where E i is the deformation modulus;

σzp,i - напряжения от давления под подошвой фундамента на i-й глубине hi испытаний;σ zp, i - stresses from pressure under the sole of the foundation at the i-th depth of h i tests;

Δhi=hi-hi-1.Δh i = h i -h i-1 .

При определении осадки, дополнительные напряжения σzp в основании по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента здания или сооружения (фиг. 3), находятся согласно СП 22.13330-2011 (Основания зданий и сооружений, 2011) по выражениюWhen determining the draft, the additional stresses σ zp in the base vertically passing through the center of the sole of the foundation of the building or structure (Fig. 3) are found in accordance with SP 22.13330-2011 (Foundation of buildings and structures, 2011) by the expression

σzp=α⋅q,σ zp = α⋅q,

где α - табличный коэффициент;where α is the tabular coefficient;

q - среднее давление на основание.q is the average pressure on the base.

6. Продолжается проходка выработки, испытание грунта, определение модуля деформации и расчет осадки здания или сооружения до тех пор, пока разность осадки ΔS=Si-Si-1 не достигнет заданного параметра точности, например, 3-5%. Глубина H на фиг. 3, 4.6. Excavation of the mine continues, testing of the soil, determination of the deformation modulus, and calculation of settlement of the building or structure until the difference in settlement ΔS = S i -S i-1 reaches a predetermined accuracy parameter, for example, 3-5%. Depth H in FIG. 3, 4.

7. Повторяются работы по пунктам 2-6 на следующей дополнительной выработке, в любой точке пятна здания или сооружения, например, в угловой точке, выработка В2 (фиг. 1). При определении осадки угловой точки здания или сооружения дополнительные напряжения σzp,c в основании определяются согласно СП 22.13330-2011 (Основания зданий и сооружений, 2011) по выражению7. The work is repeated according to points 2-6 at the next additional development, at any point on the spot of a building or structure, for example, at a corner point, development B2 (Fig. 1). When determining the precipitation of the corner point of a building or structure, additional stresses σ zp, c in the base are determined in accordance with SP 22.13330-2011 (Foundation of buildings and structures, 2011) by the expression

σzp,c=α⋅q/4.σ zp, c = α⋅q / 4.

Если новая выработка находится вблизи существующего здания или сооружения, то для учета влияния соседних зданий, дополнительные напряжения определяются согласно СП 22.13330-2011 (Основания зданий и сооружений, 2011) по выражению:If the new mine is located near an existing building or structure, then to account for the influence of neighboring buildings, additional stresses are determined in accordance with SP 22.13330-2011 (Foundations of buildings and structures, 2011) by the expression:

Figure 00000002
Figure 00000002

где σzp,αi - вертикальные напряжения от соседнего фундамента или нагрузок;where σ zp, αi are the vertical stresses from the neighboring foundation or loads;

k - число влияющих фундаментов или нагрузок.k is the number of influencing foundations or loads.

8. Используя найденные значения осадок на предыдущей и новой выработке находят разность осадок (фиг. 4)8. Using the found values of sediment on the previous and new development find the difference in sediment (Fig. 4)

ΔS=SB1-SB2;ΔS = S B1 -S B2 ;

и относительную разность осадок по СП 22.13330-2011 (Основания зданий и сооружений, 2011) из выраженияand the relative difference in precipitation according to SP 22.13330-2011 (Foundations of buildings and structures, 2011) from the expression

Figure 00000003
Figure 00000003

где

Figure 00000004
- расстояние между выработками В1 и В2.Where
Figure 00000004
- the distance between the workings B1 and B2.

9. Выполняют работы по пунктам 2-8 на следующих выработках, которые вводятся произвольно в пределах пятна здания, например, в угловых точках, или по периметру здания или сооружения.9. Perform work according to points 2-8 at the following workings, which are introduced arbitrarily within the spot of the building, for example, at corner points, or around the perimeter of the building or structure.

10. Используя найденные значения осадок здания или сооружения по каждой выработке, находят соответствующие коэффициенты жесткости основания в выработках. Таких выработок 5 в первом случае (фиг. 1) и 9 - во втором (фиг. 5). Коэффициенты жесткости основания в выработках находят из выражения10. Using the found values of the sediment of the building or structure for each mine, find the corresponding stiffness factors of the base in the mine. Such workings 5 in the first case (Fig. 1) and 9 in the second (Fig. 5). The stiffness coefficients of the base in the workings are found from the expression

Figure 00000005
Figure 00000005

где s - осадка, найденная в п. 5;where s is the sediment found in paragraph 5;

11. Используются найденные в выработках значения коэффициентов жесткости основания и функция Шепарда (D. Shepard. A two dimensional interpolation function for irregularly-spaced data // ACM National Conference, 1968, pp 517-524), экстраполируются найденные в выработках коэффициенты жесткости Ki на всю поверхность контакта подошвы фундамента здания или сооружения с основанием.11. The found values of the stiffness coefficients of the base and the Shepard function are used (D. Shepard. A two dimensional interpolation function for irregularly-spaced data // ACM National Conference, 1968, pp 517-524), the stiffness factors K i found in the workings are extrapolated on the entire contact surface of the soles of the foundation of the building or structure with the base.

Figure 00000006
Figure 00000006

где X, Y - координаты выработок;where X, Y are the coordinates of the workings;

x, y - текущие координаты точек аппроксимации между выработками;x, y - the current coordinates of the approximation points between the workings;

n - параметр формы распределения интерполяционной функции между выработками;n is the parameter of the shape of the distribution of the interpolation function between the workings;

N+1 - количество выработок;N + 1 - the number of workings;

Ki - коэффициент жесткости основания на i-й выработке;K i - stiffness coefficient of the base on the i-th output;

Для случая N=9 выработок, результат приведен на фиг. 6.For the case of N = 9 workings, the result is shown in FIG. 6.

12. Находят осадки и крены здания или сооружения, с учетом всех пройденных выработок, из решения системы уравнений равновесия здания или сооружения при действии среднего давления q=300 кПа, приложенного к основанию с распределением коэффициента жесткости KK(x,y,n,N), равнодействующая которой Q=P⋅L⋅B=40×20×300=24000 кН, от здания размерами в плане L=40 м и B=20 м. Решение этой задачи сводится к решению системы из трех линейных уравнений равновесия жесткого сооружения на основании, характеризуемых переменным коэффициентом жесткости по площади контакта здания или сооружения с основанием. Эта система уравнений в матричной записи имеет вид12. Find the precipitation and heel of the building or structure, taking into account all the workings completed, from solving the system of equations of equilibrium of the building or structure under the action of an average pressure q = 300 kPa applied to the base with a distribution of stiffness coefficient KK (x, y, n, N) , the resultant of which Q = P⋅L⋅B = 40 × 20 × 300 = 24000 kN, from a building with dimensions in plan L = 40 m and B = 20 m. The solution to this problem is reduced to solving a system of three linear equilibrium equations for a rigid structure at basis characterized by a variable stiffness coefficient over the contact area of the building or a construction with a base. This system of equations in matrix notation has the form

a=F,G × a = F,

где G - матрица равновесия;where G is the equilibrium matrix;

a - определяемые крены и осадка; a - determined rolls and draft;

F - столбец свободных членов, определяемых как моменты вокруг осей X, Y и равнодействующая внешней нагрузки Q;F is a column of free terms defined as moments around the X, Y axes and the resultant of the external load Q;

Figure 00000007
Figure 00000007

В матрице приведены сверху вниз величины кренов: продольных - вокруг оси Y и поперечных - вокруг оси X, в нижней строке осадка левого нижнего угла здания. Положительные направления кренов совпадают с положительными направлениями осей координат (X, Y).In the matrix, the roll values are shown from top to bottom: longitudinal - around the Y axis and transverse - around the X axis, in the bottom line of the draft of the lower left corner of the building. The positive directions of the rolls coincide with the positive directions of the coordinate axes (X, Y).

Члены матрицы G находятся из выраженияThe terms of the matrix G are found from the expression

Figure 00000008
Figure 00000008

Расчеты осадок и кренов сооружения выполнены при различных значениях параметра формы распределения величин коэффициента жесткости основания n между выработками.Calculations of sediments and rolls of the structure were performed at various values of the parameter of the shape of the distribution of the values of the stiffness coefficient of the base n between the workings.

Результаты расчета представлены в таблице 1.The calculation results are presented in table 1.

Значения поперечных кренов существенно зависят от величины параметра n, который задает форму распределения коэффициента жесткости грунтов основания между выработками, где не выполнялось испытание грунтов.The values of the transverse rolls significantly depend on the value of the parameter n, which determines the shape of the distribution of the stiffness coefficient of the soil of the base between the workings, where the soil test was not performed.

В рассмотренном примере, величины поперечных кренов различаются в два раза для n=1 и n=4. Допустимая величина крена, согласно СП 22.13330-2011 (Основания зданий и сооружений, 2011), составляет 0,003.In the considered example, the values of the transverse rolls differ by a factor of two for n = 1 and n = 4. The permissible roll, according to SP 22.13330-2011 (Foundations of buildings and structures, 2011), is 0.003.

Figure 00000009
Figure 00000009

Данный пример показывает, что распределение величин параметров грунта в основании нецелесообразно представлять в виде стратификации с ИГЭ/РГЭ, их нет на фиг. 3 и фиг. 4. Целесообразно исключить эту операцию, а данные инженерно-геологических изысканий представлять в виде распределения коэффициента жесткости основания и проводить расчет для каждого числа пройденных выработок, что можно сделать в процессе инженерно-геологических изысканий, в полевых условиях, с помощью вышеописанного алгоритма расчета осадок и кренов сооружения, встроенного в автоматизированную установку для проходки выработок. Это сократит время проведения работ за счет отказа от лабораторных испытаний образцов грунтов, других камеральных работ при одновременном повышении экономической эффективности проведения инженерно-геологических изысканий.This example shows that the distribution of values of soil parameters at the base is impractical to represent as stratification with IGE / EGE, they are not in FIG. 3 and FIG. 4. It is advisable to exclude this operation, and present the data of engineering-geological surveys in the form of a distribution of the stiffness coefficient of the base and carry out a calculation for each number of mines that have been completed, which can be done in the process of engineering-geological surveys, in the field, using the above-described algorithm for calculating sediments and rolls of the building, built into an automated installation for driving workings. This will reduce the time of work due to the abandonment of laboratory tests of soil samples, other office work while increasing the economic efficiency of engineering and geological surveys.

Кроме того, это обеспечит тесное взаимодействие геологов-изыскателей и инженеров-проектировщиков, так как в процессе инженерно-геологических изысканий будут найдены значения осадки и крены проектируемого здания или сооружения.In addition, this will ensure close interaction between survey geologists and design engineers, since in the process of engineering and geological surveys the values of draft and heel of the designed building or structure will be found.

Данное изобретение промышленно реализуемо, обладает новыми, более широкими функциональными возможностями, повышает точность и снижает трудоемкость инженерно-геологических изысканий.This invention is industrially feasible, has new, wider functionality, increases accuracy and reduces the complexity of engineering and geological surveys.

Claims (7)

1. Способ определения количества выработок при проведении инженерно-геологических изысканий включает проходку выработок в пределах пятна проектируемого здания или сооружения, определение модуля деформации грунтов по выработке, нахождение осадки здания или сооружения на каждой выработке и неравномерность осадки между выработками, нахождение коэффициента жесткости основания на каждой выработке при заданных размерах в плане здания или сооружения и нагрузки на основание, используя при этом функцию Шепарда для коэффициента жесткости основания в виде1. A method for determining the number of workings during engineering and geological surveys includes driving workings within the spot of the designed building or structure, determining the soil deformation modulus of the workings, finding the draft of the building or structure at each workout and uneven settlement between workings, finding the stiffness coefficient of the base on each development at a given size in the plan of the building or structure and the load on the base, using the Shepard function for the stiffness coefficient innovations in the form of
Figure 00000010
Figure 00000010
2. Способ определения количества выработок при проведении инженерно-геологических изысканий по п. 1, отличающийся тем, что осадка и крены здания или сооружения находятся из решения системы уравнений равновесия с переменным коэффициентом жесткости основания по площади контакта фундамента здания или сооружения с основанием2. A method for determining the number of workings during geotechnical surveys according to claim 1, characterized in that the draft and the heels of the building or structure are found by solving the system of equilibrium equations with a variable stiffness coefficient of the base according to the contact area of the foundation of the building or structure with the base G×а=F,G × a = F,
Figure 00000011
Figure 00000011
Figure 00000012
Figure 00000012
3. Способ определения количества выработок при проведении инженерно-геологических изысканий по п. 1, отличающийся тем, что по найденным в выработках значениям коэффициента жесткости с помощью аппроксимирующей функции Шепарда со свободным(и) параметром(ами) формы определяют несколько вариантов распределения коэффициента жесткости основания, варьируют величины параметра(ов) формы и для каждого из них, решая систему из трех уравнений равновесия жесткого блока в перемещениях, находят осадку и крены, и если получаемый разброс не допустим, то вводится дополнительная выработка, и процесс повторяется до получения представительных величин осадок и кренов здания или сооружения.3. A method for determining the number of workings during engineering and geological surveys according to claim 1, characterized in that, according to the stiffness coefficient values found in the workings, using Shepard's approximating function with free shape parameter (s), several options for the distribution of the base stiffness coefficient are determined , vary the values of the shape parameter (s) and for each of them, solving a system of three equations of equilibrium of a rigid block in displacements, find the draft and heels, and if the resulting spread is not permissible, then additional production is introduced, and the process is repeated until representative values of the sediments and rolls of the building or structure are obtained.
RU2016106683A 2016-02-25 2016-02-25 Method for determining number of workings while conducting engineering and geological surveys RU2631445C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016106683A RU2631445C2 (en) 2016-02-25 2016-02-25 Method for determining number of workings while conducting engineering and geological surveys

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016106683A RU2631445C2 (en) 2016-02-25 2016-02-25 Method for determining number of workings while conducting engineering and geological surveys

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016106683A RU2016106683A (en) 2017-08-30
RU2631445C2 true RU2631445C2 (en) 2017-09-22

Family

ID=59798502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016106683A RU2631445C2 (en) 2016-02-25 2016-02-25 Method for determining number of workings while conducting engineering and geological surveys

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2631445C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2706284C1 (en) * 2019-02-18 2019-11-15 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО "НПП "Геотек") Method of engineering-geological surveying
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

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1174525A1 (en) * 1983-07-13 1985-08-23 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт Apparatus for complex probing of saturated soils
RU2020204C1 (en) * 1991-04-01 1994-09-30 Научно-производственное объединение "Сейсмотехника" Plant for static testing of grounds
RU2333314C1 (en) * 2006-12-04 2008-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) System for integrated earth probing
RU2541977C2 (en) * 2012-07-27 2015-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО "НПП "Геотек") Plant for sound procedure

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1174525A1 (en) * 1983-07-13 1985-08-23 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт Apparatus for complex probing of saturated soils
RU2020204C1 (en) * 1991-04-01 1994-09-30 Научно-производственное объединение "Сейсмотехника" Plant for static testing of grounds
RU2333314C1 (en) * 2006-12-04 2008-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) System for integrated earth probing
RU2541977C2 (en) * 2012-07-27 2015-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО "НПП "Геотек") Plant for sound procedure

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
СП 47.13330.2012 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения, 2013. *
СП 47.13330.2012 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения, 2013. ЦЫТОВИЧ Н.А. Механика грунтов, Москва, Высшая школа, 1979, с. 162-218. *
ЦЫТОВИЧ Н.А. Механика грунтов, Москва, Высшая школа, 1979, с. 162-218. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2706284C1 (en) * 2019-02-18 2019-11-15 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО "НПП "Геотек") Method of engineering-geological surveying
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

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016106683A (en) 2017-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
di Santolo et al. Analysis of sinkhole triggering mechanisms in the hinterland of Naples (southern Italy)
Zhang et al. Determination of statistical discontinuity persistence for a rock mass characterized by non-persistent fractures
Ching-Chuan et al. Internal soil moisture and piezometric responses to rainfall-induced shallow slope failures
CN110795878A (en) Tunnel water inflow prediction method
Aksoy et al. Estimation of limit angle using laminated displacement discontinuity analysis in the Soma coal field, Western Turkey
Camós et al. Case study of damage on masonry buildings produced by tunneling induced settlements
Al Fouzan et al. Study of cracks and fissures phenomenon in Central Saudi Arabia by applying geotechnical and geophysical techniques
CN106919770A (en) A kind of damage variable based on numerical simulation determines method
Liu et al. Study on foundation deformation of buildings in mining subsidence area and surface subsidence prediction
RU2631445C2 (en) Method for determining number of workings while conducting engineering and geological surveys
Venturini et al. How to quantify the reliability of a geological and geotechnical reference model in underground projects
Feng et al. Determining the Height of Water‐Flowing Fractured Zone in Bedrock‐Soil Layer in a Jurassic Coalfield in Northern Shaanxi, China
Boulanger et al. Liquefaction evaluation for an interbedded soil deposit: St. Teresa's School, Christchurch, New Zealand
Öge Determination of deformation modulus in a weak rock mass by using menard pressuremeter
Hasan et al. Determination of rock quality designation (RQD) using a novel geophysical approach: a case study
Tavakoli et al. Site effect microzonation of Babol, Iran
Adagunodo et al. Effect of dynamic pattern of the saprolitic zone and its basement on building stability: a case study of a high-rise building in Ogbomoso
Xue et al. Numerical investigation on overburden migration behaviors in stope under thick magmatic rocks
Zavala et al. Geotechnical and geophysical exploration in archaeological heritage: initial assessment at Huaca de la Luna
Agan et al. Determination of relationships between menard pressuremeter test and standard penetration test data by using ANN model: a Case study on the clayey soil in Sivas, Turkey
Kozłowski et al. Methods for estimating the load bearing capacity of pile foundation using the results of penetration tests-case study of road viaduct foundation
Zaki et al. Correlation between SPT and PMT for sandy silt: A Case study from Kuala Lumpur, Malaysia
Li et al. Prediction of destroyed coal floor depth based on improved vulnerability index method
Zhang et al. Evaluation of loess collapsibility based on random field theory in Xi’an, China
Novopashina et al. Influence of crustal fracturing on the thermal springs and earthquake swarms distribution in the north-east part of the Baikal rift system (Russia)

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner