Способ испытания мерзлых грунтов термопрессиометром Советский патент 1989 года по МПК E02D1/00 

. . I

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при инженерно-геологических изысканиях в зоне распространения вечномерзлых, преимущественно крупнообломочных, грунтов.

Цель изобретения - повьтение. надежности и достоверности определения деформационных характеристик оттаявших, преимущественно крупнообломоч- / ных грунтов.

На чертеже изображено устройство для осуществления способа.

Устройство содержит термопрессио- метр I с дистанционным уровнемером 2

i

жидкости и электронагревателями 3, который устанавливают в пробуренную в мерзлом груите 4 скважину 5.

Способ осуществляют следующим образом.

В мерзлом грунте 4 бурят скважину 5 на глубину, превьппающ глубину испытания на половину длины термопрессиометра 1 и длину дистанционного уровнемера 2 жидкости. На глубину испытания устанавливают камеру термо- прессиометра 1, оборудованную в ниж ней части дистанционным уровнемером 2 жидкости. После включения электронагревателей 3, расположенных внутри

1.Й1 Ф

Од 00 О) СА

камеры термопрессиометра, начинается процесс оттаивания.

На забое скважины скапливается талая за счет таяния льда вк.пючения вода., которая имеет температуру на 5-7°С вьте нуля. Забой скважины, имея определенньй диаметр, в силу малости коэффициента фильтрации мерзлого грунта, позволяет сохранять оттаявший объем воды длительное время. Таким образом, в процессе оттаивания льда образовавшаяся при этом вода уходи к забою скважины,, где фиксируется ее объем путем замера уровня, например, в момент времени t, - зона оттаивания - наружный диаМетр оттаявшего кольцевого слоя грунта имеет

ие

ti-Dz.

D( и уровень воды в скважиа вы- в мовремени t,, который теперь может назначен по необходимому диаметS в момент времени столба.воды на забое h.

ру оттаивания, - D, высота подъема столба воды h.

Зная диаметр скважины в мерзлом состоянии d, можно подсчитать объем оттаявшей и скопившейся на забое скважины воды Qg по формуле

6

г-,-1

I dw

-h(t).

По

известному значению льдис- тости грунта .за счет льда включений ii ., которая определяется предварительно известными методами, и, принимая форму зоны оттаявше го грунта вокруг прессиометра, близкой к форме вытянутого эллилсоида, мозшо рассчитать наружный диаметр оттаявшего ч кольцевого слоя грунта D по формуле

Ml ч ( + -1 11 1 II (

D

Г{3,08дб- -3 П е, d

Y 2 s-air-e

где 1 длина камеры термопрессиомет ра по внешнему обмеру, м, , .

При достижении равенства значения D заданному оттаивание грунта прекращают и на оттаявший грунт прикладывают нагрузку и измеряют его перемещения .

По результатам испытаний определяют деформационные характеристики грунта: коэффициент тепловой осадки А по формуле д о

где dy - диаметр сквшкины после оттаивания слоя грунта, м.

а также модуль деформации го грунта

Pd,

,

да

где К корректирующий козффициент,

зависящий от D| К - коэффициент анизотропии

грунта;

Р - давление на пределе пропорциональности по зависимости

(P), кг/см ;

ud - приращение диаметра скважин после оттаивания слоя,

Способ позволяет повысить достоверность определения деформационных характеристик оттаявшего грунта за счет возможности более точного определения размера оттаявшей зоны грунта и контролирование его в процессе оттаивания.

Формула изобретения

5

0

5

Способ испытания мерзлых грунтов тремопрессиометром, включающий оттаивание мерзлого грунта известной льдис- тости вокруг стенки скважины с образованием оттаявшей зоны .заданного размера в форме эллипсоида, приложение нагрузки на оттаявший грунт, измерение перемещений грунта, определение его деформационных характеристик по результатам измерений с учетом величины наружного диаметра кольцевого слоя оттаявшего грунта, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и достоверности оп1)еделения деформационных характеристик оттаявших, преимущественно крупнообломочных, грунтов за счет уточнения положения границы оттаивания мерзлого грунта, дополнительно в процессе оттаивания на забое скважины собирают оттаявшую воду и измеряют ее объем, при этом наружный диаметр D кольцевого слоя оттаявшего грунта определяют по формуле

0

п- |l3,08-Qe+3riVdM

г Яе 9в

S

i,«

объем оттаявшей и скопившейся на забое скважины воды,м; длина камеры термопрессиомет-- ра по внешнему обмеру, м| льдистость грунта за счет льда, включений, при , диаметр скважины в мерзлом состоянии, м

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при инженерно-геологических изысканиях. Цель изобретения - повы;шение надежности и достоверности определения деформационньк характеристик оттаявших, преимущественно крупнообломочных грунтов. Для этого в процессе оттаивания мерзлого грунта термопрессиометром на забое скважины собирают воду, образовавшуюся после оттаивания льда в грунте, и измеряют ее объем Qa. Затем с учетом Qg и льдистости грунта за счет льда включений Тц, в также, принимая форму оттаявшей вокруг термопрессиометра зоны грунта за эллипсоид, рассчитьшают наружный диаметр оттаявшего кольцевого слоя грунта D по формуле: D фз,08д +3 |Г11Г9. . 11Гв, где d диаметр скважины в мерзлом состоянии; 1 - длина термопрессиометра, 1 « С учетом D после испытания определяют деформационные характеристики грунта . 1 ил .