Сейсмоакустический способ контроля качества укладки крупнообломочных грунтов в насыпь Советский патент 1993 года по МПК G01N33/24 

Изобретение относится к строительству, в частности контролю качества возведения насыпей: плотин, дамб, дорог, искусственных оснований, промышленных площадок и т.д.

Целью изобретения является повышение информативности и точности способа путем определения гранулометрического состава грунта.

е

На фиг. 1 приведена схема проведения способа; на фиг.2 - типичные соотношения между средними значениями скоростей распространения продольных волн в уплотненном слое крупнообломочных грунтов, измеренными на разных базах (масштабные кривые); на фиг.З - пример зависимости соотношения средних скоростей на базах 0,25

и 1,5 м от содержания в грунте крупных фракций ( 80 мм).

Схема многоточечной системы сейсмоа- кустических наблюдений, изображенная на фиг. 1, используется как на опытном участке, так и на контролируемой насыпи.

На поверхности уплотненного слоя грунта 1 устанавливаются сейсмоприемни- ки 2 вдоль двух взаимно перпендикулярных профилей 3 и 4 с шагом 0,25 м. Количество сейсмоприемников на профилях определяется их длиной, которая должна в 5-7 раз превышать средний размер самых крупных фракций в грунте. С помощью ударов молотков 5 по поверхности-грунта в пунктах удара 6 возбуждаются импульсы упругих колебаний, которые распространяются в грунте, достигают сейсмоприемников и регистрируСО 00

со

00

сЈ

ются с помощью многоканальной сейсмо- станции 7, Время прихода сейсмоакустиче- ского импульса к сейсмоприемнику изображается на графике в виде функции (годографа) расстояния от пункта удара. Эти графики 8 используются для определения средних скоростей прохождения продольных волн по линиям профилей. Средние скорости определяются по единичным измерениям скорости на отрезках профиля разной длины (от 0,25 м до длины профиля).

Полученные значения средних скоростей изображают в виде функции от базы единичного измерения. Типичные примеры, таких функций, называемые масштабные кривые показаны на фиг.2. Эти кривые получены на участках насыпи с различным содержанием в грунте крупных и мелких фракций. Общим для этих кривых является характер зависимости среднего значения скорости от базы единичного измерения. Средняя скорость максимальная (Vmax) при минимальных базах измерения, а с увеличением этой базы ассимпотически приближается к минимальному своему значению (Vmin). Характер спада этой кривой определяется гранулометрическим составом грунта. Это свойство масштабных кривых (фиг.2) используется в предлагаемом способе для установления корреляционных связей между содержаниями контролируемых фракций и отношениями скоростей на различных базах к их ассимпототическому значению (Vmin). Обычно контролируется содержание 2-3 фракций.

На фиг.З показана зависимость отношения средних скоростей на базах единичного измерения 0,25 ми 1,5 м от содержания в грунте крупной фракции ( 80 мм), Эта зависимость получена по результатам сейсмоа- кустических наблюдений по многоточечной системе на 12-ти площадках на участке опытной насыпи. Грансостав определяется путем рассева грунта по фракциям из проб, отобранных в центре этих площадок.

Зависимости, подобные изображенной на фиг.З, строятся так же для содержания малкозема и других контролируемых фракций. Затем эти зависимости используются при контроле качества возводимой насыпи по результатам сейсмоакустических наблюдений по предлагаемой многоточечной системе. При этом отбор проб на грансостав не производят.

Способ осуществляют следующим образом.

Предварительно устанавливаются корреляционные зависимости между скоростью упругих волн и плотностью грунта известным способом для опытных участков

насыпи с различным гранулометрическим составом грунтов. Затем устанавливаются корреляционные зависимости между содержанием контролируемых фракций грунта и отношениями скоростей измеренными на

различных базах к Vmin. Для этого на местах отбора проб проводятся измерения скоростей по многоточечной системе (фиг. 1), стро- ятся масштабные кривые (фиг.2), по которым определяются значения Vmin и вы. числяются отношения скоростей на различных базах к Vmin. Отбираются пробы грунта методом лунок, определяется содержание контролируемых фракций методом рассева и находятся их корреляционные связи с вышёуказанными отношениями скоростей (фиг.З).

На исследуемой насыпи проводятся измерения скоростей по многоточечной системе (фиг. 1). Затем используя предварительно

полученные корреляционные связи, определяют гранулометрический состав грунта и его плотность.

Форму л а изо брётени я .

Сейсмоакустический способ контроля качества укладки крупнообломочных грунтов в насыпь, включающий предварительное установление экспериментальных зависимостей между плотностью грунта и

скоростью прохождения упругих волн в опытных насыпях из грунтов различного гранулометрического состава, измерение скоростей упругих волн в возводимой насыпи и оценку качества грунта, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения информативности и точности способа путем определения гранулометрического состава грунта, проводят измерения скорости в насыпи по многоточечной системе наблюдений на разных базах, дополнительно перед измерением скорости в насыпи определяют отношение скоростей на разных базах измерений на опытных участках с известным гра- нулометрическим составом грунта и строят

корреляционные зависимости указанных отношений с параметрами грансостава, которые используют для определения грансостава и плотности грунта в насыпи по предварительно установленным зависимостям между плотностью и скоростью упругих волн.

1833816

использование: в области строительства, в частности, для контроля качества возведения насыпей: плотин дамб, дорог, искусственных оснований, промышленных площадок и т.д. Способ включает экспериментальное определение корреляционных связей между плотностью грунта и скоростью прохождения упругих волн, измерение скоростей упругих волн в возводимой насыпи и оценку качества грунта. С целью определения гранулометрического состава дополнительно проводят измерения скорости по многоточечной системе наблюдений на разных базах, причем в начале работ на опытном участке насыпи определяют отношения средних скоростей на разных базах измерения и содержание фракций грунта по представительным пробам методом рассева и строят корреляционные связи между этими параметрами. Затем при возведении насыпи по этим связям определяют одновременно с плотностью гранулометрический состав.4 ил. ё

в 2.

У-У A A A V7 А А А 7А А А

Фиг-i

.

Масиг/тг&ёлю Я мр&Дсу

о.гь

.2

°-i t0 5-Гг

. ,

w

.

1,21,41.61,6

фие.З