RU2711261C1 - Способ испытания грунта методом статического зондирования - Google Patents
Способ испытания грунта методом статического зондирования Download PDFInfo
- 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
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D1/00—Investigation of foundation soil in situ
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/24—Earth 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»).
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):
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):
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» .
По полученным данным строят графики изменения полного и порового давлений во времени (фиг. 2) и вычисляют эффективные давления по формуле (3).
где - эффективное давление в момент времени t; σi - полное давление в момент времени i; - поровое давление в момент времени i.
Эффективные параметры релаксации и определяют в результате статистического регрессионного анализа, путем аппроксимации пар данных и t уравнением (4)
где - эффективное давление в момент времени i; - конечное эффективное давление; - начальное эффективное давление; t - время; - 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 не прекратится. Стабилизированное значение порового давления принимают за природное поровое давление грунта.
Расчетный способ
В результате статистического регрессионного анализа, путем аппроксимации пар данных и t уравнением (5) рассчитывают природное (до задавливания зонда) поровое давление грунта:
где - поровое давление в момент времени i; - природное поровое давление; - начальное поровое давление; t - время; - 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.
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)
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)
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 |
-
2019
- 2019-05-17 RU RU2019115135A patent/RU2711261C1/ru active
Patent Citations (4)
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)
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 |