Способ испытания просадочных грунтов

Союз Советски кСоциалистическикРеспублик АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС 1) Дополнительное к авт. свид-ву -Опубликовано 23,10.81. Бюллетень 39 еткрмт та опубликования описани(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТОВ оказана схема установки иг. 3 - графические маые в результате испытаИзобретение относится к инженерно- строительным изысканиям и используется для определения характеристик механических свойств грунтов в полевых условиях,Известен способ испытания грунтов, включающий установку прессиометра в Скважине с начальным давлением в его кайере, равным горизонтальному бытовому давлению грунта, измерение перемещений стенок скважины при .уменьшении и увеличении давления в камере прессиометра и определение механических характеристик грунта 11.Недостаток известного способа испытаний состоит в низкой. точности исследований просадочвых грунтов.Цель изобретения - повышение точности исследований.Цель достигается тем, что в способе испытания грунтов, включающем установку прессиометра в скважине с начальным давлением в его камере равным горизонтальному бытовому давлению грунта, измерение перемещений стенок скважины при уменьшении и увеличении давления в камере прессиометра и определение механических характеристик грунта, после установки прессиометра в скважине производят поэтапное замачивание грунта выше прессиометра с одновременным измерением перемещений стенок скважины при давлении в камере прессиометра, равном начальному давлению,На фиг. 1 и 2 п; прессиометра; на фтериалы, полученнний.Установка для испытаний просадочныхгрунтов включает прессиометр и специальную обсадную трубу. Обсадная труба (фиг. 1) имеет упругий, деформируемый под внутренним давлением участок 1, состоящий из отдельных пластин, расположенных параллельно оси трубы и жестко соединенных с ней. В нижней части обсадная труба снабжается режущей кромкой 2 и месдозой 3 для измерения давления 6 а в верхней перфорированным звеном 4 длиной 50 - 70 см. Перфорация стенок (фиг. 2) выполняется по кольцевым выточкам и защищает ся чехлами из мягкой резины толщиной 1 -1,5 мм. Камера 5 прессиометра закрепляется в центральной части упругого участка и с помощью магистрали 6 соединяется с ма5 О 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 нометрической головкой 7, снабженной перепускным краном. Входящие в комплектустройства для создания давления, измерений перемещений и регистрации показаниймесдозы (не показаны).Перед испытанием производят бурениескважины на всю длину опытного участкас креплением его обсадной трубой.Диаметры проходки по высоте скважинывыбираются следующими: в верхней частии на длине опытного участка на 10 - 15 ммбольше диаметра упругого участка обсадной трубы; в нижней части по диаметрурежущей кромки для плотного касания месдозы и грунта. Внутрь трубы опускают камеру прессиометра и в ней создают давление,равное тарировочному (величине давления,необходимого для растяжения резиновойоболочки и расширения трубы до фактического диаметра скважины), Это состояниепринимается за нулевую точку графиков (Р)и 13 (6 )(фиг. 3),При давлении в камере, равном тарировочному, начинается замачивание грунта. Вода подается в обсадную трубу от системы временного водопровода или емкостии поступает в массив грунта через прорезиверхней части упругого и отверстия перфорированного участков. В то же время, поддействием гидростатического давления происходит подъем воды в затрубном пространстве на высоту столба воды в трубе. Высота этого подъема определяет длину источника замачивания и высоту зоны водонасыщенного грунта, По мере водонасыщения просадочного грунта происходит нарушение первоначальных связей между частицами, вследствие чего возрастают силы бокового давления б О, величина которых регист ируется с помощью месдозы 3.процессе опыта производят изменениедавления б,заданными ступенями путем поэтапного увеличения длины источника, замачивания, высоты и радиуса замоченной зоны.На первом этапе замачивания по мере роста давления 6, производят плавное увеличение давления в камере прессиометра доР= 60 . В этом состоянии перемещения 1.1(Р) равны нулю, Далее повышаютуровень воды в трубе на заданную величину и, одновременно с ростом регистрируемого давления б 0, с помощью перепускногокрана манометрической головки 7 поддерживают давление Рв камере постоянным,замеряя перемещения 11 внутри скважины.После условной стабилизации перемещенийна каждой ступени повышения 6, вновь поднимают уровень столба воды в трубе назаданную высоту до получения 3 - 4 точекна участке Р, -а графика 1 (фиг. 3).Затем ступенями Р, равными 1/4 - 1/5 Р,производят снижение начального давленияв камере прессиометра до тарировочного иполучают участок а - Ь кривой 1.Далее испытание проводят путем ступенчатого или плавного увеличения давления на грунт до заданной величины Р, после чего давление уменьшают до нуля с регистрацией перемещений, стенок скважины. Уровень воды в трубе при увеличении Р поддерживают постоянным на достигнутой отметке. Обсадная труба обеспечивает устойчивость стенок скважины и исключает кольматацию благодаря резиновым чехлам и расширению пластин соответственно деформациям просадки. Перед разгрузкой подачу воды в трубу прекращают. Испытание заканчивается извлечением из скважины прес- сиометра, обсадной трубы и ликвидацией скважины.Пример. Испытание производят на глубине 10 м в лессовом суглинке с коэффициентом фильтрации в горизонтальном направлении К = 0,2 м/сут и объемной массой в водонасыщенном состоянии ьв1,8 т/мз. На первом этапе замачивания уровень воды в трубе поддерживают на высоте 2,5 м от верха камеры прессиометра в течение 16 час., что обеспечивает образование локальной зоны водонасыщенного грунта радиусом около 0,5 м и горизонтальное бытовое давление в средине испытываемого слоя б 0 = 0,5 1 О Па. Отсчеты по приборам снимают каждый час и, пропорционально росту 6 с помощью воздушной системы прессиометра увеличивают давление внутри камеры до Р, = 60 = 0,5105 Па, Программой испытаний задано изменение давления бо ступенями по 0,25105 Па до 1;25 10 Па, Для этого на трех последующих этапах (2 - 4) уровень столба воды в трубе повышают соответственно до 3,9; 5,3 и 6,7 м от камеры прессиометра. Поддерживая давление внутри камеры Р = = 0,5 1 О Па, замеряют перемещения .1 внутрь скважины соответственно при б, равном (0,75; 1,0; 1,25) 105 Па. Выдержку каждой ступени повышения бо производят до условной стабилизации перемещений, за которую принимают перемещение Ж),1 мм за 30 мин наблюдений. При достижении б, = 1,2510 Па производят снижение началЬного давления в камере прессиометра от Р= 0,5105 Па .ступенями по 0,1 10 Па до тарировочного. После стабилизации перемещений на последней ступени уменьшения Р производят нагружения стенки скважины ступенями по 0,25 10 ь Па до заданного давления Р=1,510 Па с выдержкой каждой ступени до условной стабилизации перемещений. Уровень столба воды при этом поддерживают на ранее достигнутой отметке 6,7 м от верха камеры прессиометра. Разгрузку скважины осуществляют двойными ступенями по отношению к нагружению, т. е. по 0,510 Па от Р = 1,510Па до нуля.Получаемые в процессе испытания графики, имеющие характерные точки Ри6,(фиг. 3), дают необходимую исходную информацию для вычисления характеристик механических свойств просадочных874864 Формула изобретения Фиг. 1 грунтов при замачивании - значений модулей деформаций, углов внутреннего трения, удельного сцепления и коэффициентов физической анизотропии. При этом используются решения упруго-пластических задач о перемещении стенки скважины под действцем переменных давлений: внутреннего и внешнего,Способ испытания просадочных грунтов, включающий установку прессиометра в скважине с начальным давлением в его камере, равным горизонтальному бытовому дав. лению грунта, измерение перемещений стенок скважины при уменьшении и увеличении давления в камере прессиометра, определение механических характеристик грунта, отличающийся тем, что, с целью повышения точности исследований, после установки прессиометра в скважине производят поэтапное замачивание грунта выше прессиометра с одновременным измерением перемещений стенок скважины при давлении в камере прессиометра, равном начальному давлению,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР606921, кл. Е 02 Р 1/00, 976,ыше едактор И. аказ 924/4 овецкий Составитель В, МТехред А. БойкасТираж 696Государственного коам изобретений ива, Ж - 35, РаушскПатент, г. Ужгород ВНИИПИпо дел 3035, Мос ал ПППКорректор В. БПодписноемитета СССРоткрытийая наб., д. 4/5ул. Проектная, 4