RU2711261C1 - Способ испытания грунта методом статического зондирования - Google Patents

Способ испытания грунта методом статического зондирования Download PDF

Info

Publication number
RU2711261C1
RU2711261C1 RU2019115135A RU2019115135A RU2711261C1 RU 2711261 C1 RU2711261 C1 RU 2711261C1 RU 2019115135 A RU2019115135 A RU 2019115135A RU 2019115135 A RU2019115135 A RU 2019115135A RU 2711261 C1 RU2711261 C1 RU 2711261C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
soil
probe
pressure
time
relaxation
Prior art date
Application number
RU2019115135A
Other languages
English (en)
Inventor
Олег Николаевич Исаев
Рафаэль Фаритович Шарафутдинов
Денис Сергеевич Закатов
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство", АО "НИЦ "Строительство"
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 Акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство", АО "НИЦ "Строительство" filed Critical Акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство", АО "НИЦ "Строительство"
Priority to RU2019115135A priority Critical patent/RU2711261C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2711261C1 publication Critical patent/RU2711261C1/ru

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D1/00Investigation of foundation soil in situ
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24Earth materials

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

Изобретение относится к строительству, а именно к способам испытания грунта. Способ испытания грунта методом статического зондирования, включающий периодическое погружение зонда в массиве грунта с остановками и измерение сопротивления грунта внедрению зонда во времени. При остановке зонда измеряют во времени полное давление грунта на боковую поверхность зонда, по которому определяют параметры релаксации и коэффициент трения грунта. Технический результат заключается в упрощении определения параметров релаксации, эффективных параметров релаксации, коэффициента трения грунта и природного порового давления при статическом зондировании грунта. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к строительству, а именно к способам испытания грунта и определению механических характеристик грунтов статическим зондированием при инженерно-геологических изысканиях.
Известен релаксационно-ползучий способ испытания грунта методом статического зондирования, при котором в процессе прекращения задавливания зонда на заданной глубине, нагрузка на зонд и скорость его погружения в результате релаксации и ползучести окружающего зонд грунта плавно снижаются с уменьшающейся интенсивностью. В процессе испытания могут дополнительно измеряться осадка, температура зонда, поровое давление и др. Продолжительность испытания, как правило, составляет не менее 5-10 мин и определяется задаваемым условным критерием стабилизации одного из измеряемых параметров или задаваемым временем стабилизации /1/.
Недостатками известного способа является следующее:
1) Способ не позволяет определять параметры релаксации грунта, используемые для прогноза изменения контактного давления подземной конструкции (фундамента) с грунтом. Объясняется это тем, что в процессе стабилизации измеряемые сопротивления грунта под конусом зонда и вдоль его боковой поверхности (муфты трения) отражают одновременно протекающие в грунте как процессы ползучести (длительное деформирование грунта во времени под действием нагрузки), так и релаксации (снижение напряжений при неизменных деформациях) грунта. Ползучесть грунта происходит в результате перемещения зонда в процессе его стабилизации, которая обусловлена начальным изгибом (на момент прекращения задавливания зонда) и последующим выпрямлением штанг (в процессе стабилизации зонда) и, как следствие, перемещением зонда.
В связи с этим в сопротивлениях грунта под конусом зонда и вдоль его боковой поверхности нельзя выделить части, отражающие отдельно процессы релаксации и ползучести грунта и соответственно определить по ним параметры релаксации.
2) Способ не позволяет определять эффективные параметры релаксации и природное поровое давление в грунте, используемые для расчетов оснований, фундаментов и подземных сооружений.
В настоящее время параметры релаксации грунта оценивают в лабораторных условиях, на образцах грунта, отобранных из инженерно-геологических скважин. Это длительно и трудоемко. Природное поровое давление в грунте сегодня определяется с помощью стационарных пьезометров, устанавливаемых в скважину, что достаточно дорого и длительно.
Кроме того, известный способ не позволяет определять коэффициент трения грунта на контакте боковой поверхности зонда с грунтом, поскольку в процессе испытаний не измеряется давление грунта на боковую поверхность зонда - коэффициент трения грунта равен отношению сопротивления грунта вдоль боковой поверхности зонда к давлению грунта на боковую поверхность зонда. Коэффициент трения грунта используется для определения сопротивления грунта вдоль боковой поверхности трубопроводов, трубчатых свай, рабочих органов землеройной техники, при их перемещении (задавливании) или в статическом состоянии (в состоянии покоя).
В настоящее время коэффициент трения грунта оценивают в лабораторных условиях, на образцах грунта, отобранных из инженерно-геологических скважин. Это длительно и трудоемко. Также используют обобщенные таблицы с приближенными значениями, учитывающие только вид грунта, что существенно снижает точность определения коэффициента трения грунта.
Техническая задача заключается в возможности определения параметров релаксации, эффективных параметров релаксации, коэффициента трения грунта и природного порового давления методом статического зондирования в полевых условиях.
Поставленная задача определения параметров релаксации, эффективных параметров релаксации, коэффициента трения грунта и природного порового давления грунта реализуется таким образом, что в способе испытания грунта, включающем периодическое погружение зонда в массиве грунта с остановками и измерение сопротивления грунта внедрению зонда во времени, согласно изобретению, при остановке зонда измеряют во времени полное давление грунта на боковую поверхность зонда, по которому определяют параметры релаксации и коэффициент трения грунта. Также при дополнительном измерении порового давления возможно определении эффективных параметров релаксации, коэффициента трения грунта и природного порового давления в грунте.
Предлагаемый способ отличается тем, что при остановке зонда измеряют во времени полное давление грунта на боковую поверхность зонда, по которому определяют параметры релаксации и коэффициент трения грунта. Кроме того, при остановке зонда измеряют во времени полное давление грунта на боковую поверхность зонда и поровое давление, по которым определяют эффективные параметры релаксации, коэффициент трения грунта и природное поровое давление в грунте.
Таким образом, выполняют измерения во времени полного и порового давления, по которым возможно определить физико-механические свойства грунтов в полевых условиях для выполнения геотехнических расчетов.
Способ поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен график релаксации полных давлений грунта; фиг. 2 - график релаксации полных давлений грунта и порового давления.
Определение параметров релаксации грунта осуществляется следующим образом.
Во время задавливания зонд останавливают на заданной глубине и фиксируют во времени t с определенным интервалом (например, 1 секунда) в течение заданного промежутка времени (5-10 мин) давление на боковой поверхности зонда σi. Затем по полученным данным строят график изменения давления во времени (фиг. 1).
Далее, по формуле (1), используя методы математической статистики, вычисляют время релаксации полного давления Tr (характеризует интенсивность снижения давления во времени) и конечное полное давление σk (характеризует контактное полное давление, соответствующее равновесному состоянию системы «зонд - грунт»).
Figure 00000001
где σi - полное давление в момент времени i; σk - полное конечное давление; σ0 - полное начальное давление; t - время; Tr - время релаксации полного давления.
Параметры релаксации Tr и σk определяют в результате статистического регрессионного анализа, путем аппроксимации пар данных σi и t уравнением (1).
Определение коэффициента трения грунта осуществляется следующим образом.
Одновременное измерение нормального давления грунта на боковой поверхности зонда σi и удельного сопротивления грунта на муфте трения ƒs позволяет определить коэффициент трения материала зонда о грунт μ.
Коэффициент трения скольжения материала зонда о грунт находится по формуле (2):
Figure 00000002
где ƒs - удельное сопротивление грунта вдоль муфты трения, измеряемое при задавливании зонда; σ - нормальное давление грунта на боковой поверхности задавливаемого зонда, измеряемое при задавливании зонда.
Коэффициент трения покоя рассчитывается по формуле (2а):
Figure 00000003
где ƒss - удельное сопротивление грунта вдоль муфты трения, измеряемое в процессе стабилизации зонда (через 5-10 мин); σs - нормальное давление грунта на боковой поверхности задавливаемого зонда, измеряемое в процессе стабилизации зонда (через 5-10 мин).
Если одновременно с измерением нормального давления грунта во времени на боковую поверхность зонда, на этом же участке, дополнительно измеряют поровое давление, то становится возможным определить эффективные параметры релаксации и природное поровое давление.
Определение эффективных параметров релаксации грунта осуществляется следующим образом.
Во время задавливания зонд останавливают на заданной глубине и фиксируют во времени t с определенным интервалом (например, 1 секунда) в течение заданного промежутка времени (5-10 мин) давление на боковой поверхности зонда σi и поровое давление на контакте «зонд-грунт»
Figure 00000004
.
По полученным данным строят графики изменения полного и порового давлений во времени (фиг. 2) и вычисляют эффективные давления по формуле (3).
Figure 00000005
где
Figure 00000006
- эффективное давление в момент времени t; σi - полное давление в момент времени i;
Figure 00000004
- поровое давление в момент времени i.
Эффективные параметры релаксации
Figure 00000007
и
Figure 00000008
определяют в результате статистического регрессионного анализа, путем аппроксимации пар данных
Figure 00000006
и t уравнением (4)
Figure 00000009
где
Figure 00000006
- эффективное давление в момент времени i;
Figure 00000008
- конечное эффективное давление;
Figure 00000010
- начальное эффективное давление; t - время;
Figure 00000007
- время релаксации эффективного давления.
Определение природного порового давления грунта осуществляется прямым или расчетным способами.
Прямой способ
Стабилизацию зонда выполняют не менее четырех часов, до тех пор пока изменение порового давления
Figure 00000011
не прекратится. Стабилизированное значение порового давления
Figure 00000012
принимают за природное поровое давление грунта.
Расчетный способ
В результате статистического регрессионного анализа, путем аппроксимации пар данных
Figure 00000004
и t уравнением (5) рассчитывают природное (до задавливания зонда) поровое давление грунта:
Figure 00000013
где
Figure 00000011
- поровое давление в момент времени i;
Figure 00000012
- природное поровое давление;
Figure 00000014
- начальное поровое давление; t - время;
Figure 00000015
- время релаксации порового давления.
Источники информации
1. ГОСТ 19912-2012 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием.

Claims (2)

1. Способ испытания грунта методом статического зондирования, включающий периодическое погружение зонда в массиве грунта с остановками и измерение сопротивления грунта внедрению зонда во времени, отличающийся тем, что при остановке зонда измеряют во времени полное давление грунта на боковую поверхность зонда, по которому определяют параметры релаксации и коэффициент трения грунта.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при остановке зонда измеряют во времени полное давление грунта на боковую поверхность зонда и поровое давление, по которым определяют эффективные параметры релаксации, коэффициент трения грунта и природное поровое давление в грунте.
RU2019115135A 2019-05-17 2019-05-17 Способ испытания грунта методом статического зондирования RU2711261C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019115135A RU2711261C1 (ru) 2019-05-17 2019-05-17 Способ испытания грунта методом статического зондирования

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019115135A RU2711261C1 (ru) 2019-05-17 2019-05-17 Способ испытания грунта методом статического зондирования

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2711261C1 true RU2711261C1 (ru) 2020-01-15

Family

ID=69171581

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019115135A RU2711261C1 (ru) 2019-05-17 2019-05-17 Способ испытания грунта методом статического зондирования

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2711261C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2745499C1 (ru) * 2020-07-17 2021-03-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Способ испытания грунтового основания сваей
RU2750919C1 (ru) * 2020-10-26 2021-07-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Способ испытания грунтового основания сваей
RU2770294C1 (ru) * 2021-06-29 2022-04-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Способ испытания грунтового основания буронабивной висячей сваей

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4594899A (en) * 1984-03-06 1986-06-17 Robert Henke Method and apparatus for testing soil
SU1252432A2 (ru) * 1984-10-11 1986-08-23 Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Оснований И Подземных Сооружений Им.Н.М.Герсеванова Способ определени несущей способности свай
RU2446251C1 (ru) * 2010-08-16 2012-03-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО "НПП "Геотек") Способ и устройство для испытания грунтов статической и динамической нагрузкой
WO2018074928A1 (en) * 2016-10-20 2018-04-26 Fugro Technology B.V. Probe for determining soil properties

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4594899A (en) * 1984-03-06 1986-06-17 Robert Henke Method and apparatus for testing soil
SU1252432A2 (ru) * 1984-10-11 1986-08-23 Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Оснований И Подземных Сооружений Им.Н.М.Герсеванова Способ определени несущей способности свай
RU2446251C1 (ru) * 2010-08-16 2012-03-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО "НПП "Геотек") Способ и устройство для испытания грунтов статической и динамической нагрузкой
WO2018074928A1 (en) * 2016-10-20 2018-04-26 Fugro Technology B.V. Probe for determining soil properties

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2745499C1 (ru) * 2020-07-17 2021-03-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Способ испытания грунтового основания сваей
RU2750919C1 (ru) * 2020-10-26 2021-07-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Способ испытания грунтового основания сваей
RU2770294C1 (ru) * 2021-06-29 2022-04-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Способ испытания грунтового основания буронабивной висячей сваей

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2711261C1 (ru) Способ испытания грунта методом статического зондирования
Taheri et al. Performance of rock crack stress thresholds determination criteria and investigating strength and confining pressure effects
Duncan et al. Soil modulus correlations
Ghafoori et al. Estimation of static parameters based on dynamical and physical properties in limestone rocks
Sasahara et al. Development of shear deformation due to the increase of pore pressure in a sandy model slope during rainfall
US4047425A (en) Testing device for measuring lateral pressure induced on a material by a vertical applied pressure
Tonni et al. Analysis and interpretation of piezocone data on the silty soils of the Venetian lagoon (Treporti test site)
Tanaka et al. Unloading behavior of clays measured by CRS test
RU191433U1 (ru) Устройство для статического зондирования грунта
Jang et al. Numerical assessment on the consolidation characteristics of clays from strain holding, self-boring pressuremeter test
Hammam et al. On the evaluation of pre-consolidation pressure of undisturbed saturated clays
Loginov et al. Experimental and theoretical method for determining mechanical characteristics of soils under dynamic loads
RU2726092C1 (ru) Устройство для статического зондирования грунта
Totani et al. Use of the Flat Dilatometer Test (DMT) in geotechnical design
Ertel et al. Advances in pile integrity testing
Wang et al. Monitoring shear deformation of sliding zone via fiber Bragg grating and particle image velocimetry
RU2711300C1 (ru) Способ испытания грунта методом статического зондирования
Quinn et al. Geotechnical effects on fiber optic distributed acoustic sensing performance
Jang et al. Estimation of coefficients of consolidation and permeability via piezocone dissipation tests
Shen et al. Instrumented DMT: Review and analysis
Vlcek et al. Comparative analysis of dynamic methods for earthwork controlling
Lashkaripour et al. Determination of silica sand stiffness
RU2817587C1 (ru) Способ определения деформационных характеристик грунтов
Zapata-Medina et al. One-dimensional compressibility behavior of overconsolidated bootlegger cove clays
RU2775106C1 (ru) Устройство для зондирования грунта