Способ прессиометрических испытаний грунта в скважине и прессиометр для его осуществления

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИЕСПУБЛИК 17 51)5 Е 02 О 1/00 ПИСАН И ВТОРСКОМУ СВ Б ЕТЕН ТЕЛ ЬСТВ нен де 1982. ХИС РЕС СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРВ 697634, кл. Е 02 О 1/00, 1978.Авторское свидетельство СССРМ 1086066, кл, Е 02 О 1/00,6 01 И 3/10Авторское свидетельство СССРМ 1564263, кл. Е 02 О 1/00, 1990.(54) СПОСОБ ПРЕССИОМЕТРИЧЕСКИПЫТАНИЙ ГРУНТА В СКВАЖИНЕ ИСИОМЕТР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕН Изобретение относится к инженерной геологии, в частности к исследованию физико-механических свойств грунтов при инженерно-геологических изысканиях для строительства,Известен способ прессиометрических испытаний грунта в скважине, включающий нагружение стенок скважины ступенями давления, регистрацию изменения давления и определение деформационных характеристик,Недостатком способа является низкая точность определения параметров грунта вследствие того, что координаты графика ЛР = 1 ЛЯ) определяются двумя разными системами, что ведет к разбросу точек графика, по которым строится прессиометрическая кривая,Известен способ прессиометрических испытаний грунта в скважине, включающий нагружение стенок скважины ступенями(57) Использование: инженерная геология, исследование физико-механических свойств. Сущность изобретения: в способе прессиометрических испытаний производят нагружение стенок скважины ступенями возрастающего давления и одновременную и непрерывную регистрацию давления и температуры в емкости известного объема и в камере зонда, Прессиометр содержит зонд, соединенный трубопроводом с впускным клапаном низкого давления, емкости известного объема, преобразователи давления в электрический сигнал, параллельно которым установлены датчики температуры и блок программного управления. 1 ил,возрастающего давления путем нагружения камеры зонда заданным объемом воздуха из емкости известного объема, регистрацию изменения давления, расчет приращения объема зонда и его радиуса и определение по ним деформационных характеристик.Недостатком указанного способа испытаний является низкая точность определения параметров грунта, обусловленная тем, что при испытаниях по данному способу не учитывают температурный фактор.Известен прессиометр, включающий зонд с корпусом и эластичной оболочкой, источник высокого давления, емкость известного объема, распределительные устройства, магистраль и измерительные приспособления.Недостатком указанного прессиометра является низкая точность оценки свойств испытываемых грунтов, обусловленная визуальным снятием показаний приборов, атакже ручным управлением процесса испытаний и отсутствием автоматизированных устройств по изменению и регистрации параметров, анализу и обработке результатов испытаний.Наиболее близким к предлагаемому является прессиометр, содержащий зонд, соединенный трубопроводом с впускным клапаном низкого давления, емкости известного объема, преобразователи давления в электрический сигнал, блок программного управления, выходы которого соединены с входами периферийных устройств и с входом и выходом интерфейса впускного клапана низкого давления, аналого-цифровой преобразователь, входы которого соединены с выходами преобразователя давления в электрический сигнал, а выходы - с выходами блока программного управления.Недостатком указанного прессиометра также является низкая точность оценки свойств испытываемого грунта, обусловленная нестабильностью измерений как в условиях создаваемой пульсирующей нагрузки при термодинамической неустойчивости процессов, так и при приложении постоянной нагрузки.Цель изобретения - повышение точности испытаний грунта.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу прессиометрических испытаний грунта, включающему нагружение стенок скважины ступенями возрастающего давления путем нагружения камеры зонда заданным объемом воздуха из емкости известного объема, регистрацию изменения давления, расчет приращения объема зонда и его радиуса и определение по ним деформационных и прочностных характеристик грунта, на каждой из ступеней нагружения производят одновременную и непрерывную регистрацию давления и температуры в емкости известного объема и камере зонда, а приращение объема зонда и его радиуса определяют по формулам:иь,р=(р + )Ь.Ро =( --- ) - .,Рй Рй ЧЧпгде Рп - начальное давление в зон 111де на и-й ступени, кгс/см, при условиидЧП=О,1=0;т - момент времени начала ступени на гружения, с;д Чп - приращение объема зонда на и-йступени, см;Рп, Рп - абсолютное начальное и кон кнечное давление в емкости известного объ ема на и-й ступени нагружения, кгс/см;Тп, Тп - абсолютная начальная и кон кнечная температура в емкости известногообъема на п-й ступени нагружения, К;Тп 1 - абсолютная температура в зонде 15 1-го измерения на п-й ступени, К;Тп- абсолютная температура в зондев конце (и)-й ступени, К;РП 1 - абсолютное давление в зонде измерения на и-й ступени, кгс/см;20 Вз - радиус зонда в начальном состоянии, см;Чр - объем емкости известного объема, см;и Чп= Чо+ бЧ 1 - обьем магистрали иприращение объема зонда на (и)-й ступени, см;Чо - объем магистрали, см;з.д Ч 1 - приращение объема зонда 1-гоизмерения на ступени нагружения, см;иУд Ч 1 - сумма приращений объема зонда на ступенях нагружения с 1-й по п-ю, см;з.35 Ь - длина (высота) оболочки зонда, см.Прессиометр.содержащий зонд, соединенный трубопроводом с впускным клапаномнизкого давления, емкости известного объема, преобразователи давления в электриче 40 ский сигнал, блок программного управления,выходы которого соединены с входами периферийных устройств и входом и выходом интерфейса впускного клапана низкогодавления и аналого-цифровой преобразова 45 тель, входы которого соединены с выходамипреобразователя давления в электрическийсигнал, а выходы - с входами блока программного управления, снабжен датчиками температуры, установленными параллельно с50 преобразователями давления в электрическийсигнал, а выходы датчиков температуры посредством формирователей соединены с входами аналого-цифрового преобразователя.На чертеже представлена схема пресси 55 ометра,Прессиометр содержит зонд 1, соединенный трубопроводом 2 с впускным клапаном 3 низкого давления, емкости 4 и 5известного объема с манометрами 6 и 7,которые соединены посредством трубопро(Р Р )Ч ш Ти Тп-.: РьчдчЯп =(Р + )"=";Р й Р й )РпЧ.и о Таблица 1 жение стенок скважины ступенями возрастающего давления путем нагружения камеры зонда заданным объемом воздуха из емкости известного объема, регистрацию изменения давления, расчет приращения объема зонда и его радиуса и определение по ним деформационных характеристик грунта, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности испытаний грунта на каждой из ступеней нагружения производят одновременную и непрерывную регистрацию давления и температуры в емкости известного объема и камере зонда, а приращение объема зонда и его радиуса определяют по формулам где Р - начальное давление в зондена и-й ступени при условии д Чп = О, 1 =-.О, кгс/смс - момент времени начала ступени нагружения, с;д Ч - приращение объема зонда на и-й ступени, см;з.Рп, Рд" - абсолютное начальное и конечное давление в емкости известного объема на и-й ступени нагружения, кгс/см;2,Тп, Тп - абсолютная начальная и конечная температура в емкости известного объема на и-й ступени нагружения, К; Тьч - абсолютная температура в зонде1-го измерения на и-й ступени, К;Т- абсолютная температура в зондев конце (и)-й ступени, К;5 Рьч - абсолютное давление в зонде 1-гоизмерения на п-й ступени, кгс/см;Вз - радиус зонда в начальном состоянии, см;Ч - объем емкости известного объема, 10 см; пЧ= Чс, + Ч - объем магистрали иприращение объема зонда на (и)-й ступени, см;з.Чо - объем магистрали, см;з.д Ч - приращение объема зонда -гоизмерения на ступени нагоужения, см;ид Ч - сумма приращений объема20зонда на ступенях нагружения с первого поп-й, см;и - длина высота) оболочки зонда,2. Прессиометр для испытаний грунта в25 скважине, содержащий зонд, соединенныйтрубопроводом с впускным клапаном низкого давления, емкости известного объема,преобразователи давления в электрическийсигнал, блок программного управления, вы 30 ходы которого соединены с входами периферийных устройств и входом и выходоминтерфейса впускного клапана низкого давления, и аналого-цифровой преобразователь, входы которого соединены с выходами35 преобразователя давления в электрическийсигнал, а выходы - с входами блока программного управления, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что он снабжен датчиками температуры, установленными параллельно с преобразова 40 телями давления в электрический сигнал, авыходы датчиков температуры посредствомформирователей соединены с входами аналого-цифрового преобразователя,1744195 10 Таблица 2 Составитель Л,Тронинктор Л.Веселовская Техред М.Моргентал ктор М,Шароши оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 2173 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета и 113035, Москва, ЖПодписноезобретениям и открытиям при ГКНТ СССРРаушская наб 4/5