SU734338A1 - Способ определени пористости грунта в массиве - Google Patents

Description

Изобретение относится к области техники инженерно-геологических изысканий, проводимых перед проектированием и возведением зданий и сооружений, и может использоваться при выборе метода производства работ, при откопке котлованов в слабых водонасыщенных ^{5 * * * *} глинистых грунтах, особенно при большой глубине заложения фундаментом, определении осадок здания, несущей способности свай.

Известен способ определения пористости грунта в массиве, включающий последователь-¹⁰ ные операции проходки шурфа, отбора монолита, его парафинирования и определения физических свойств грунта в лабораторных условиях [ 1 ].

Определение пористости производится для грунта, извлеченного с некоторой глубины на поверхность земли. G грунта снято природное давление, и он в результате упругой деформации скелета, расклинивающего действия поровой воды, паро- и газовыделения в порах разуплотняется, набухает, пористость его увеличивается и становится больше естествен ной. Кроме того, пористость грунта претер2 певает изменение при отборе монолитов, их транспортировке в лабораторию.

Наиболее близким из известных является способ определения пористости грунта в массиве, включающий проходку шурфа, отбор монолита грунта и определение пористости .

Недостаток указанного способа определения пористости грунта в массиве состоит в том, что, как показали спецйально поставленные эксперименты, величина разуплотнения образца грунта не равна величине уплотнения Ahy , получаемой после приложения нагрузки Pg. Значение Ah У может быть в несколько раз больше Ah^, а, следовательно, пористость, найденная указанным способом, отличается от пористости грунта в массиве.

Цель изобретения - повышение точности определения пористости при исследовании слабых и глинистых грунтов.

Достигается цель тем, что перед проходкой шурфа в грунте на исследуемой глубине устанавливают тензомарки, замеряют их начальные показания, проходят шурф до уров '

ня верхней тензомарки по периметру забоя шурфа отрывают канавку до уровня ниже расположенной тензомарки, повторно замеряют показания тенэомарок, из целика грунта отбирают монолит, замеряют его размеры при $ отборе и перед определением пористости грунта монолита, а пористость грунта в массиве вычисляют по формуле:

где-.г\_Мо(— пористость грунта в массиве; ₁₅ h — высота целика грунта;

Ah - приращение высоты целика грунта при его разуплотнении;

h — высота монолита при отборе;

Ah^- приращение высоты монолита цри ₂₀ ' его разуплотнении;

П_Л0(Ь— пористость грунта монолита.

Опредление пористости грунта осуществляют в следующей последовательности.

На площадке, где ведется изыскание грунтов, на исследуемую глубину пробуривают скважину. Для сохранения природного сложения грунта проходку скважины ведут под триксотропными растворами. На глубине, где предполагается производить исследования, в ₃₀ стенку скважины, залавливают две, три (и более) тензомарки, выполненные, например, в виде тензоконсоли, один конец которой неподвижно закреплен на репере, вдавленном в забой скважины, а другой конец пере- ₃₅ мещается вместо с разуплотняющимся грунтом. Расстояние по вертикали между двумя крайними тензомарками· η задают равным мощности слоя, деформации которого будут измерять. Сигналы от тензомарок по проводам по· _чо ступают на полупроводниковый измеритель деформаций.

Производят нулевой отсчет и начинают проходку шурфа стандартного в плане размера с центром, совпадающим с пробуренной скважи- ₄₅ ной. Стенки шурфа крепят деревянной обшивкой, проходку-ведут до отметки, на которой установлена верхняя тензомарка. Затем по периметру забоя шурфа под токситропным раствором отрывают канавку глубиной, равной расстоянию от верхней тензомарки до последующей ниже. Эта канавка отделяет в центре забоя от стенки шурфа целик грунта, с которого снято природное давление вышележащих слоев грунта, после чего по показаниям изме- ₅₅ ригеля деформаций определяют перемещение двух верхних тензомарок. Из целика отбирают стандартные монолиты грунта в форме куба. Перед парафинированием размеры мо734338 4 нолита замеряют с помощью штангенциркуля и записывают в паспорт монолита.

После этого забой шурфа снова зачищают, его отметку доводят до второй сверху тензомарки, по периметру отрывают канавку с такими же размерами, как первая, снимают показания тензомарок, отбирают монолиты, замеряют из размеры, производят парафинирование, и так далее до самой нижней тензомарки.

Работу по зачистке забоя шурфа, откопке канавок, отбору монолитов производят с висячих подмостей, закрепленных на двух поперечных брусьях, уложенных на поверхности поперек шурфа. Это предотвращает уплотнение грунта в забое весом проходчика.

При снятии природного давления й сил трения грунтового целика по стенкам шурфа грунт между тензомарками разуплотняется. Перемещая тензомарки, электрические сигналы от которых по проводам поступают на полупроводниковый измеритель деформаций, фиксируют их. Разность перемещений двух соседних тензомарок равна абсолютной деформации Ah вертикального разуплотнения целика грунта, заключенного между двумя тензомарками, при снятии природного давления.

Перевозка монолита и его хранение также вызывают изменение свойств грунта. Разность высот монолита до парафинирования и после перевозки и хранения равна приращению высоты монолита при его разуплотнении.

Приращения Ah и Ah|^ позволяют вычислить полную относительную деформацию, которую претерпевает образец грунта с момента снятия с него природного давления в шурфе до начала определения его свойств в лаборатории

Ah/h+Ab_n/h_h • После определения в лабораторных условиях объемного веса, удельного веса и влажности грунта вычисляют пористость грунта монолита h _ЛСНБ. Затем по полученным полной относительной деформации и пористости грунта монолита вычисляют пористость грунта в массиве ^МО,С

П р и м е р. На площадке, сложенной слабыми водонасыщенными глинистыми грунтами, пробурили скважину диаметром 127 мм до глубины 6,5 мм. В стенки скважины на глубине 6,0 и 6,5 м вдавили тензомарки соединенные проводами с полупроводниковым измерителем деформации, и сняли их начальные показания. После этого произвели проходку шурфа до глубины 6,0 м с креплением стенок деревянной обшивкой.

По периметру забоя шурфа под тексотроп- 5 ным раствором отрыли канавку шириной 25 см и глубиной 50 см от верхней тензо.марки до нижней. После этого по показаниям измерителя деформаций определили перемещения верхней и нижней тензомарок; разность 10 этих показаний составила 44,5 мм. Из цели ка отобрали монолит грунта в форме куба с ребром 200 мм, штангенциркулем произвели обмеры монолита, затем его запарафинировали и доставили в лабораторию. Повтор-15 ные обмеры монолита показали, что его высота после перевозки и хранения увеличилась на 4,6 мм. По значениям удельного веса, объемного веса и влажности грунта определили значение пористости при давлении, рав- 20 ном нулю

0,494

После приложения давления, равного природному при испытании в компрессионном приборе, пористость уменьшилась и составила ^2S h--0,383

Пористость грунта в массиве при

A-h- 44,5 мм, h - 500 мм; Ah^-4,6 мм; h -200 мм. ³

Следовательно, за счет снятия природного давления откачки воды, перевозки, хранения, пористость грунта увеличилась по сравнению с пористостью в массиве на 14,9%, а после приложения к образцу грунта в компресси- 2 онном приборе природного давления уменьшилась по сравнению сп_МО|с на 11,2%.

Таким образом, предложенный способ позволяет исследовать влияние методов производства работ при откопке котлованов на. ² строительные свойства грунтов, рекомендовать строителям методы производства работ нулевого цикла, максимально сохраняющие природ ные качества грунтов; контролировать изменение пористости грунтов и предупреждать аварии сооружений.

Claims (1)

1. Изобретение относитс  к области техники инженерно-геологических изысканий, проводимы перед проектированием и возведением зданий и сооружений, и может использоватьс  при выборе метода производства работ, при откопке котлованов в слабых водонасыщенных глинистых грунтах, особенно при большой глубине заложени  фундаментом, определении осадок здани , несущей способности свай. Известен способ определени  пористости грунта в массиве, включающий последователь ные операции проходки шурфа, отбора монолита , его парафинироваии  и определени  физических свойств грунта в лабораторных услови х 1 . Определение пористости производитс  дл  грунта, извлеченного с некоторой глубины на поверхность земли. G грунта сн то природное давление, и он в результате упругой деформации скелета, расклинивающего действи  перовой воды, паро- и газовьщелени  в порах разуплотн етс , набухает, пористость его увеличиваетс  и становитс  больше естествен ной. Кроме того, пористость грунта претерпевает изменение при отборе монолитов, их транспортировке в лабораторию. Наиболее близким из известных  вл етс  способ определени  пористости грунта в массиве , включающий проходку щурфа, отбор монолита грунта и определение пористости . Недостаток указанного способа определени  пористости груйта в массиве состоит в том, что, как показали специально поставленные эксперименты, величина разуплотнени  образца грунта дУ не равна величине уплотнени  uhv , получаемой после приложени  нагрузки Рб. Значение Л h У может быть а несколько раз больше , а, следовательно, пористость, найденна  указанным способом, отличаетс  от пористости грунта в массиве. Цель изобретени  - повышение точности определени  пористости при исследовании слабых и глинистых грутоБ. Достигаетс  цель тем, что перед проходкой шурфа в грунте на исследуемой глубине устанавливают тензомарки, замер ют их начальные показани , проход т шурф до уровн  верхней тенэомарки по периметру забо  шурфа отрывают канавку до уровн  ниже расположенной тензомарки, повторно замер ю показани  тенэомарок, из целика грунта от бирают монолит, замер ют его размеры при отборе и перед определением пористости гр та монолита, а пористость грунта в массиве вычисл ют по формуле: () -(-(AVl/h h /) пористость грунта в h - высота целика грунта; бЬ - приращерше высоты целика грунта при его разуплотнении; Ь f - высота монолита при отборе; приращение высоты монолита цри его разуплотнении; пористость грунта монолита. Опредление пористости грунта осзществл ю в следующей последовательности. На площадке, где ведетс  изыскание грун тов, на исследуемую глубину пробуривают скважину. Дл  сохранени  природного сложе ни  грунта проходку скважины ведут под триксотропными растворами. На глубине, где предполагаетс  производить исследовани , в стенку скважины, задавливают две, три (и более) тензомарки, выйол1 екные, например, в виде тензоконсоли, один конец которой неподвижно закреплен на репере, вдавленном в забой скважины, а другой конец пер мещаетс  вместо с разуплотн ющимс  грунтом . Рассто ние по вертикали между двум  крайними тензомарками- гл задают равным мо ности сло , деформации которого будут измер ть . Сигналы от тензомарок по проводам пО ступают на полупроводниковый измеритель деформаций. Производ т нулевой отсчет и на шнают проходку шурфа стандартного в плане размера с центром, совпадающим с пробуренной скважиной . Стенки шурфа креп т дерев нной обшивкой , проходку- ведут до отметки, на которой установлена верхн   тензомарка. Затем по периметру забо  шурфа под токситропным раствором отрьшают канавку глубиной, равной рассто нию от верхней тензомарки до последующей ниже. Эта канавка отдел ет в центре забо  от стенки шурфа целик грунта, с которого сн то природное давление вышележащих слоев грунта, после чего по показани м измерител  деформаций определ ют перемещение двух верхних тензомарок. Из целика отбира ют стандартные монолиты грунта в форме куба. Перед парафинированием размеры монопита замер ют с помощью шгангенциркул  и записывают в паспорт монолита. После этого забой шурфа снова зачищают , его отметку довод т до второй сверху тензомарки, по периметру отрывают канавку с такими же размерами, как перва , снимают показани  тензомарок, отбирают монолиты, замер ют из размеры, производ т парафкнирование, и так далее до самой нижней тензомарки. Работу по зачистке забо  шурфа, откопке канавок, отбору монолитов производ т с вис чих подмостей, закрепленных на двух поперешых брусь х, уложенных на поверхности поперек шурфа. Это предотвращает уплотнение грунта в забое весом проходчика.. При сн тии природного давлени  и сил трени  грунтового целика по стенкам шурфа грунт между тензомарками разуплотн етс . Перемеща  тензомарки, электрические сигналы от которых по проводам поступают на полупроводниковый измеритель деформаций, фиксируют их. Разность перемещений двух соседних тензомарок равна абсолютной деформаии л1гл вертикального разугшотнени  целика грунта, заключенного между двум  тензомарками , при сн тии природного давлени . Перевозка монолита и его хранение также вызывают изменение свойств грунта. Разность высот монолита до парафинировани  и после перевозки и хранени  Ah. равна приращению высоты монолита при его разуплотнении. Приращени  Ah и Лh |s/( позвол ют вычислить полную относительную деформацию, которую претерпевает образец грунта с момента сн ти  с него природного давлени  в щурфе до начала определени  его свойств в лаборатории Ah/h4Ah /h После определени  в лабораторных услови х объемного веса, удельного веса и влажности грунта вычисл ют пористость грунта монолита 1 до,. Затем по полученным полной относительной деформации и пористости грунта монолита вычисл ют пористость грунта в массиве AOe-t V M/ M) ;;() П р И м е p. На площадке, сложенной слабыми водонасыщенными глинистыми грунами , пробурили скважину диаметром 127 мм о глубины 6,5 мм. В стенки скважины на лубине 6,0 и 6,5 м вдавили тенэомарки оёщшенные проводами с полупроводниковым измерителем деформации, и сн ли их начальные показани . После этого произвели проходку шурфа до глубины 6,0 м с креплением стенок дерев нной обшивкой. По периметру забо  шурфа под тексотропным раствором отрыли канавку шириной 25 см и глубиной 50 см от верхней тензо .марки до нижней. После этого по показани м измерител  деформаций определили перемещени  верхней и нижней тензомарок; разность .этих показаний составила 44,5 мм. Из целика отобрали монолит грунта в форме куба с ребром 200 мм, штангенциркулем произвели обмеры монолита, затем его запарафинировали и доставили в лабораторию. Повтор ные обмеры монолита показали, что его высота после перевозки и хранени  увеличилась на 4,6 мм. По значени м удельного веса, объемного веса и влажности грунта определили значение пористости при давлении, равном нулю даБ 0,494 После приложени  давлени , равного природному при испытании в компрессионном приборе, пористость уменьшилась и составила ,383 Пористость грунта в массиве при u.,5 мм, h-500 мм; Ahf 4,6 мм; h 200 мм. Следовательно, за счет сн ти  природного давлени  откачки воды, перевозки, хранени  пористость грунта увеличилась по сравнению с пористостью в массиве на 14,9%, а после приложени  к образцу грунта в компрессионном приборе природного давлени  уменьшилась по сравнению с ,, на 11,2%. Таким образом, предложенный способ позвол ет исследовать вли ние методов производства работ при откопке котлованов на. строительные свойства грунтов, рекомендовать строител м методы производства работ нулевого цикла, максимально сохран ющие приро 20 ные качества грунтов; контролировать юменение пористости грунтов и предупреждать аварии сооружений. Формула изобретени  Способ определени  пористости грунта в MBCciffle, включающий проходку щурфа, отбор монолита грунта и определение его пористости , о т л и ч а ю щ и и о   тем, что, с целью повышени  точности определени  порис- тости при исследовании слабых и глинистых грунтов, перед проходкой шурфа в rpyiiTe на исследуемой, глубине устанавливают тензомарки , замер ют их началысые показани , проход т шифр до уровн  верхней тензомарки , по периметру забо  тлурфа отрывают канавку до уровн  ниже расположенной тензомарки , повторно замер ют показани  тензомарок , из целика грунта отбирают монолит , замер ют его размеры при отборе и перед определением пористости грунта монолюа , а пористость грунта в массиве вычисл ют по формуле; ( „/V :) j- пористость грунта в массиве; h - высота целика грунта; Д - приращение высоты целика грунта при его разуплотнении; Ь высота монолита при отборе; Aht-( - приращение высоты монолита при его разуплотнении; л(ХБ пористость трута монолта. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Ломтадзе В. Д. Методы лабораторных ледований физико-механических свойств гор х пород. Недра, Л., 1972.