SU939643A1

SU939643A1 - Apparatus for testing soil

Info

Publication number: SU939643A1
Application number: SU802994013A
Authority: SU
Inventors: Владимир Вениаминович Лушников; Евгений Викторович Лебедев
Original assignee: Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.С.М.Кирова
Priority date: 1980-10-20
Filing date: 1980-10-20
Publication date: 1982-06-30

Description

Изобретение относитс к строительству , а именно к технике дл определени деформационных и прочностных характеристик грунтов и может быть использовано при инженерноСтроительных , изыскани х.The invention relates to the construction, in particular to a technique for determining the deformation and strength characteristics of soils, and can be used in engineering and construction explorations.

Известен прессиометр, включающий рабочую камеру : эластичной оболочкой и устройства дл создани давлени и контрол радиальных перемещений , образующихс при передаче на стенки скважины ступенчато-воз- растающего давлени 11Наиболее близким к предлагаемому вл етс зонд дл испытани грунтов (наконечник дл пенетрации грунтов), включающий штангу, св занную с полым секционным зондом, имеющим наконечник и датчики усилий, причем диаметр секций уменьшаетс сверху вниз. В процессе испытани производитс погружение зонда в массив на заданную отметку и измерение нормального. давлени грунта на соответствующих участках боковой поверхности ствола. Дл определени характеристик грунтов используют результаты измерений величин изменени напр женного состо ни в окружающем зонд массиве грунта под воздействием расширени продавливаемой скважины расшир ющимис от остри секци ми ствола зонда Г2.A pressiometer is known that includes a working chamber: an elastic shell and devices for creating pressure and controlling radial displacements formed during transmission of stepped-increasing pressure to the borehole walls. 11 The probe for soil testing (tip for penetration of soils), including a rod, is closest to the proposed one. associated with a hollow sectional probe having a tip and force sensors, the diameter of the sections decreasing from top to bottom. During the test, the probe is immersed in an array at a predetermined elevation and measurement is normal. soil pressure on the relevant parts of the trunk side surface. To determine the characteristics of the soil, the results of measurements of the magnitude of the change in stress state in the surrounding array of soil under the influence of the expansion of the bursting well by the G2 probe extending from the tip of the stem are used.

В данном устройстве.имеетс существенный недостаток, вытекающий из особенности напр женного состо ни грунтовой среды при внедрении в нее зонда, без предварительно подготовленной скважины так назы10 ваемого состо ни безраз/1ичного равновеси , выраженного малой зависимостью удельного нормального давлени грунта на внедр емое тело от размеров этого тела. Это вление имеет In this device, there is a significant disadvantage arising from the peculiarity of the stressed state of the ground environment when the probe is inserted into it, without a previously prepared well of the so-called free-flowing state of equilibrium, expressed by a small dependence of the specific normal soil pressure on the introduced body on the dimensions this body. This phenomenon has

15 место во всех случа х, если внедр емый в грунт зонд деформирует грунт на величину, большую некоторого относительного значени , свойственно-го данному грунту и геометрическим 15th place in all cases, if the probe inserted into the soil deforms the soil by an amount greater than a certain relative value peculiar to this soil and geometric

20 размерам зонда. Отсюда мала разрешающа способность установки и,- соответственно , низка точность измерений, производигФ1Х при ее использовании. Цель изобретени - повышение точ25 . ности измерений.20 probe sizes. Hence, the resolution of the installation is low and, accordingly, the measurement accuracy is low, and the pro- duction of F1X when it is used. The purpose of the invention is to increase the point25. measurements.

Поставленна цель достигаетс тем, что устройство дл испытани грунта, включающее штангу св занную с полым секционным зондом имеющим наконечникThe goal is achieved by the fact that a device for testing soil, including a rod connected to a hollow sectional probe having a tip

30 и датчики усилий, причем диаметр30 and force sensors, with diameter

секций уменьшаетс .сверху вниз, зойд снабжен эластичными прокладками а также гильзой,-размещенной в полости зонда, кажда секци зонда.- имеет продольные и раздел ющие секции поперечные прорези, в которых установлены эластичные прокладки, причем наконечник выполнен в виде кольца с7 режущей кромкой.The sections are reduced from top to bottom, the zod is provided with elastic pads and also a sleeve that is located in the probe cavity, each section of the probe.

На фиг.1 изображена предлагаема установка, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фйг.1; на фиг.3 - приме обработки результатов опыта.Figure 1 shows the proposed installation, the overall look; figure 2 - section aa on fig.1; figure 3 is an example of processing the results of the experiment.

Установка имеет наконечник 1, выполненный в виде кольца радиусом ri, с режущей кромкой, секционный зонд 2 с конической наружной поверхностью и грунтоприемной полостью 3 изнутри, в которой размещена гильза 4 дл приема в полость поступающего керна грута . Кажда секци зонда имеет прорезThe installation has a tip 1, made in the form of a ring of radius ri, with a cutting edge, a sectional probe 2 with a conical outer surface and a soil-receiving cavity 3 on the inside, in which the sleeve 4 is placed for receiving the incoming core core into the cavity. Each probe section has a slot.

5вдоль образузйщей и тензорезисторы. разме1ценные на внутренней и наружной поверхност х зонда 2, Тензорезисторы5 along the center and strain gages. size on the inner and outer surfaces of probe 2, resistance strain gages

6защищены эпоксидным компаундогл 7.; Соединительные провода от тензорезисторов 6 к наземномуприбору (не показан) размещены в канале 8. Установка закреплена на трубчатой штанге 9, Прорези 10, раздел ющие секции ствола, заполнены резиновыми прокладками И, а между грунтоприемной гильзой 3 и внутренней поверхностью секций зонда 2 выполнен зазор 12, обеспечивающий деформацию ствола,6 protected by epoxy compound 7; The connecting wires from the strain gauges 6 to the ground unit (not shown) are placed in channel 8. The unit is mounted on a tubular rod 9, Slots 10, separating the trunk sections, are filled with rubber gaskets And, and between the primer-receiving sleeve 3 and the inner surface of the probe sections 2, a gap 12 deforming the trunk

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Погружают установку в грунт с .помощью трубчатой штанги 9 с забо скважйны, закрепленной обсадной трубой. При вдавливании установки в грунте образуетс скважина радиусом г за счет поступлени керна в грунтоприемную полость 3 и одновременно - нагружение образовавшейс скважины за счет внедрени в нее зонда 2. После выдержки установки в грунте заданное врем ,с помощью тензорезисторов 6 на основании предварительной тарировки определ ют величину образовавшегос на зонде 2 нормального давлени Р, P(j, Р соответственно в пределах каждой секции . Далее установку извлекают из скважины, замен ют наконечник 1 на другой, имеющий меньший или больший начальный радиус режущей кромки . . (Г0)г, вновь погружают в исследуемый грунт и повтор ют измерени с целью получени значений нормального давлени Р, Р, Р. Результаты испытаний выражают в виде.зависимости между относительным -увеличением радиуса скважины )/Гп (г. .радиус зонда 2 в пределах i-Sfi секl ии ) и образующимс нормаль ым давлением Р,- , котора эквивалентна соответствующей зависимости, получаемой в результате прессиометрического испытани грунта. По этой зависимости вычисл ют деформационные и прочностные-характеристики грунта. Таким образом, предлагаема установка превращает испытательный з.онд в прибор дл прессиометрического нагружени стенок скважины, что существенно расшир ет возможности метода зондировани . В то же врем с применением установки устран ютс негативные факторы, сопутствующие обычному прессиометр1ическому опыту: возможность обрушени скважины, зависимость результатов от качества обработки стенок скважины, больша продолжительность прессиометрического испытани , вызванна поочередным нагружением грунта ступен ми давлени . В установке достигаетс одновременное нагружение грунта различными ступен ми давлени в пределах каждой секции зонда 2.Immerse the installation into the ground with the help of a tubular rod 9 from the bottom of the borehole, fixed with a casing pipe. When the installation is pressed into the ground, a well of radius r is formed due to the core penetration into the soil receiving cavity 3 and at the same time the loading of the formed well due to the introduction of probe 2 into it. After holding the installation in the ground for a specified time, using the strain gages 6, the value of the normal pressure P, P (j, P, respectively formed within each section) formed on the probe 2. Next, the installation is removed from the well, replace tip 1 with another one having a smaller or larger initial the cutting edge radius. (G0) g is again immersed in the soil under study and repeated measurements are carried out in order to obtain the values of the normal pressure P, P, P. The test results are expressed as the relationship between the relative increase of the well radius) / Гп (г .radius of probe 2 within i-Sfi secl ii) and the resulting normal pressure P, - which is equivalent to the corresponding dependence obtained from the pressometric test of the soil. From this relationship, the deformation and strength characteristics of the soil are calculated. Thus, the proposed installation transforms the test zonde into a device for pressiometric loading of the borehole walls, which significantly expands the capabilities of the probing method. At the same time, with the use of the installation, the negative factors accompanying the usual pressiometric experience are eliminated: the possibility of borehole collapse, the dependence of the results on the quality of the borehole wall treatment, longer pressiometric testing, caused by alternating loading of soil with pressure stages. The installation achieves simultaneous loading of the soil with various pressure levels within each section of probe 2.

Экономический эффект от внедрени предлагаемой устан овки вытекает из сопоставлени стоимости испытани зондированием (стоимость единичного испытани согласно сборнику цен fl составл ет 40-80 р.) и прессиометром (стоимость 150-300 р) при практически равноценной информации, получаемой в результате опытов. Кроме того, при испытании грунта установкой можно получить дополнительную информацию о свойствах грунта после лабораторного испытани керна, поступающего в гйльз у 4 грунтоприемной полости 3, т.е. установка может быть использована также в качестве пробоотборника.The economic effect from the implementation of the proposed setup follows from comparing the cost of probing (the cost of a single test according to price book fl is 40-80 p.) And a pressiometer (cost 150-300 p.) With practically equivalent information obtained as a result of experiments. In addition, when testing with a soil by installing it, one can obtain additional information about the properties of the soil after laboratory testing of the core entering the mud at 4 soil-receiving cavity 3, i.e. installation can also be used as a sampler.

Пример . Испытани элювиального суглинка на глубине 3 м .поовод т установкой, имеющей трехсекдионный ствол, радиус каждой из секций которого составл ет , , rj 36 мм. Выполн ют два опыта , включанзщие погружение установки в грунт вдавливанием со скростью 0,1 м/мин и измерение нормального давлени грунта на поверхность каждой секции после выдержки установки на заданной глубине в течение 24 ч. В первом опыте используют наконечник радиусом (Г0);,30 мм, во втором - (г)25 мм. В результате испытаний получают значени нормального давлени , соответствующие расширению скважины в пределах каждой из секций г, Гп, rj от начального радиуса скважины (гд). (первый опыт) и от ( (второй опыт) , выраженные в перемещени х (относительных).An example. Testing eluvial loam at a depth of 3 m. Povod t installation with a three-second stem, the radius of each of the sections of which is, rj 36 mm. Two experiments were carried out, which included immersion of the installation into the ground with a pressure of 0.1 m / min and measurement of the normal pressure of the soil on the surface of each section after the installation was held at a given depth for 24 hours. In the first experiment, a tip with a radius of (G0) was used; 30 mm, in the second - (g) 25 mm. As a result of the test, the values of the normal pressure are obtained, corresponding to the expansion of the well within each of the sections g, Hn, rj from the initial radius of the well (rd). (first experience) and from ((second experience), expressed in displacements (relative).

Claims

The table shows the measurement results. . Processing of the results, tests (Fig. 3) is carried out in accordance with the provisions of GOST 20276-74 l and Instruction VI-19-76 2 for the values of Poisson's ratio i 0, 3, correction coefficient, coefficient of physical anisotropy 37, horizontal natural pressure, 05 MPa. The modulus of deformation E is determined by the limits from (, 0.05 to 218 MPa FK g to -1 0 218-0.05, - - about: -KZiG 0.067 7.6 MPa) To determine the specific friction with and the internal friction angle, calculate the radii of the circles Mora H according to the formula 2 RICP (Pui -PI- / gp and ") I and the values of the largest b and least Ce (main voltages, respectively, according to the formulas 6V (i + -i + PI) / 2; 3Q 3i-2R Cp Based on the calculated values, Mohr's stresses (Fig. 3) are constructed, and using the least-least-squares method, they are obtained with 0.034 MPa; H 22 ° The invention The installation for testing the ground, including the bar, is connected With a hollow sectional probe, having a tip and condition sensors, and the diameter of the sections is reduced from top to bottom, characterized in that, in order to improve measurement accuracy, the probe is equipped with elastic spacers and a sleeve placed in the cavity of the probe, each section of the probe has longitudinal sections and cross sections that divide the slots, in which elastic gaskets are installed, the tip being made in the form of a ring with a cutting edge. Sources of information taken into account in the examination 1. Grounds. Method of field determination of the deformation modulus by pressure monitors. GOST 20276-74, M., Publishing House of Standards, 1975.

2. USSR author's certificate №568700, cl. E 02 D 1/00, 1977.