Способ определения зоны возможного провалообразования в грунтах

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПС ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ПЯТ СССР в "с: ки ЛЙОАНК ЭОБРЕТЕЙИЯ ЕЛЬСТВУ авХФЛЮяьюлМР ривиаучно-исслеинненерным ненерно-геолценке территгражданскогых районах-29, 32.тво СССРЧ 2, 1978,ВОНИ ВОЗМОЖВ ГРУНТАХ раз- о тение относится к инженериям,преимущественно для про-Ю) Из. ,ным изыс Изобретение относится к ным изысканиям преимуществ промышленного и гражданско тельства и может быть испо при строительном освоении р вития опасных геологицескив частности карста и суффо же на подрабатываемых терр Цель изобретения " повь ности определения, сниженикости, расширение области и прогнозирования провалоо На фиг., 1 представлен валоопасного участка (масш на фиг. 2 - графики динаминдиро ания мелких, средн пных песков, выпол ом уцастке, 6 осуществляют сле крупнос но опыт Спос зом. льзова айонов х проц зии, а ющи сов,акких точк грунта и сопроти зонда в рассчить центра к будет на иториях,шение точе трудоемприменениябрдзования,план про"таб 1:1000);цеского ала 1 АВТОРСКОМУ СВМ(1) Производственный идовательский институт иизысканиям в строительс(56) Рекомендации по ингическим изысканиям и орий для промышленного истроительства в карстовСССР. - И., 1967, с. 28Авторское свидетельсУ. 767276, кл. Е 02 Л 1/(Я) СПОСОБ ОПРКДКЛКНИЯ НОГО ПРОВАЛООБРАЗОВАНИЯ 11 Г 12 О 1;2, С 01 В 33.2 2мышленного и гражданского строитель" ства, и может оыть использовано и строительном освоении районов раз тия опасных геологических процессов, в частности карста и суФозии, а также на подрабатываемых территориях, Целью изобретения является повышение точности определения, снижение трудоемкости, расширение области применения и прогнозирование провалообразова ния. Способ включает опробование грунта зондированием с определением при этом сопротивления проникновению конуса зонда в грунт в нескольких точках площадки, расчет по Формулам местоположения круговой зоны путем нахождения координат ее центра и мера с помощы 0 нахождения радиуса оценку возможности образования провала. 2 ил 1 табл. следуемой площадке в нескольах производят опробованиеутем зондирования. Определяюление проникновению конусагрунт и по полуценным даннымвают координаты (х д, у)руговой зоны, внутри которойходиться центр возможного прее радиус (К) по Формулам;ной плоскости Уь 11 (К-ГН+Ч (С 11-Вт.)+И (ВГ-СК) 213(В: - М 1)+(АН-ВС)+11 (ВП-ЛГЦ11 (1 С-Вт)+Ч (И-СС)+11(СВ-АГ) 2 1 (ЕС - Г 311)+Ч (Л 11-БС)+И (ВЛ - АЕ)1752869, рЯ.(х;+,)-пХр; (х,+у;)пЛ(х,+у; )и - число тоцек зондированиях - порядковый номер точки зондиро"вания (от 1 до п 1;Х " сумма элементов (,),;с.1 х;,у; - координаты -и точки зондирования;р - среднее знацение сопротивлениягрунта проникновению зонда в1-й точке;1,1 в расстоян от центра зоны возможного провала до той же точки зондирования в горизонтальпри этом образование провала считаютневозможным при г0,6,Появление в массивегорных пород15 возмущающего объекта (естественнаяили искусственная подземная полость)приводит к деФормации не только Физических полей, но и поля напряжений,Изменение напряженного состояния мас"сива вызывает изменение свойств грунтов, в частности их прочностных характеристик, В максимальной степени снимающие напряжения разряжаются, а растягивающие концентрируются на контуре25 полости, что приводит к потере грунтом прочности, Это закономерное разу"прочнение, развивающееся с затуханиемот контура полости к периФерии массива,Фиксируется по данным статицеско"30 го или динамического зондирования,показатели которого характеризуютпрочность грунта,Поверхность тренда среднего значения показателя зондирования в этихЗ условиях должна представлять собой некую, обращенную вниз своей вершиной,куполообразную поверхность вращения,которая аналитически может быть представлена случайной Функцией в виде по 40 линома второго порядка, Координатыминимума этой Функции соответствуюткоординатам геометрического центраполости, дальнейшее развитие которойможет привести к образованию провалана земной поверхности, а центр провала совпадает по вертикали с центромполости.Отклонения Фактических значенийсреднего показателя зондирования от5 О поверхности тренда определяют сущест."вование в горизонтальной плоскостикруговой зоны, внутри которой будетрасполагаться центр ожидаемого провала, причем, цем больше размер зоны,э 5 тем больше вероятность попадания в неецентра провала, Радиус этой зоны рассеяния определяется заранее заданнойвероятностью и теснотой связи между69чся в точке с координатами х 36 и,у = 4) м, а ее радиус составляет30 м, Поскольку велицина г равна 0,64,провал возможен, Его центр должен рэсйолагэться в пределах зоны 6 с вероятностью 951,Позднее на рассматриваемом участкеобразовался карстово-суфФозионный про,вал 7, центр которого находился в пределах зоны, определенной прогнозомвозможного провалообразования, в 12 мк юго-западу от ее центра.0 пределение зоны возможного прсва.лообраэования в грунтах в пределах о,;ной площадки, даже в слуцае обяээтель,ного сопровождения каждой точки зондирования неглубокой 1 скважиной, потребует, как минимум, в 2 раза меньшихзатрат по сравнению с известным, Кроме того, предлагаемый способ. позволяетотказаться от специФицеских лабораторных исследований свойств грунтов, требующих специального оборудования и невходящих в состав изыскательских ра"бот, предусмотренных существующими .нормативными документами,Формула и з о б р е т е н и я Способ определения зоны возможно-, го провалообразования в грунтах, включающий опробование грунта в нжкольких точках исследуемой площади определение его характеристик, их математицескую обработку и определение местоположения и размеров провальной зоны, о т л и ч а ю щ и й с я тем, цто, с целью повышения точности определения, снижения трудоемкости, расширения области применения и прогнозирования провалообразования, опробование грунта производят путем зондирования с определением сопротивления проникновению конуса зонда в грунт и определяют координаты центра круговой зоны, внутри которой будет находиться центр возможного провала; Б (Е 1-РН) +Ч (СН-В 1+И (ВГ-СГ ) О 2 И(ЕС-ПН)+Ч(АН-ВС)+М(ВР-АЕ)щгде хо, у - координаты центов зоны; 17528параметрами уравнения тренда: цемсильнее связь,тем меньще радиус зоны.Если рассеяние достаточно велико, тоследует считать образование провалапрактически невозможным, Провэлообрэзование невозможно также и в том случае, когда рассеяние мало но поверхность тренда, имея куполообразныйхарактер, обращена вершиной вверх,П р и м е р. На участке жилых домовосуществляют ретроспективный прогнозпровальной опасности. В основу положены результаты инженерных изысканий,выполненных на участке для строительства двух семнадцатиэтажных зданийНа представленном плане (Фиг, 1)показано расположение точек динамического зондирования 1 и разведочныхскважин 2, вскрывших на глубине от1,5 до 11,0 м (интервал зондирования)цетвертичные пески различного гранулометрицеского составаПятью скважинами3 в указанном интервале встречены прослои гравелистых песков и гравийногалечного грунта .Поскольку оценка состояния исвойств гравелистых песков и гравийногалецного грунта на основе динамического зондирования не производится, 30средние величины условного динамицес"кого сопротивления грунта погружениюзонда определены по данным динамического зондирования только для тех вось"ми точек, где ближайшими скважинамивскрыты мелкие, средней крупности икрупные пески. На Фиг, 2 представленыграФики динамицеского зондирования аи результаты осреднения Ь,Затем на план (Фиг. 1) произвольно 4 Онаносят систему прямоугольных координат 4, а всем восьми расчетным точкамприсвоены порядковые номера (5) . Каждая точка, кроме собственной среднейвеличины условного динамицеского сопротивления грунта, приобретает абсциссу и ординату, т.е. все необходимыедля прогнозных расчетов параметры,сведенные в таблицу.В результате расчетов получают сле ядующие значения величин: А=35,543103 м;В = 26,96724 м; С = -63,50431 м;в = - 19, 768987 м; Е = -29,631329 м;Р : -746,23259 м, С = 0,65737105 м;Н = -10,521573 м; 1 = -791,07976 м5511 = - 0,92586207 МПа; Ч=0,59050633 ИПа;И = .),01985543 Мпа.Согласно прогнозу, центр зоны возможного провалообразования 6 находит152869 оставитель ехред МЛо И. Д Реда ак Заказ 2739 В 11 ИИПИ Госу от тениямская на енцо-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, уя, Гагарина.,Произв кйи 3 циииицист ссбжопоруяеною лъ да, Рюа. Тираж твецного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, РаИартцноватал Корректор Н,Кешеля Подписноетияи при ГКИТ СССР4/5