Способ испытания грунтов Советский патент 1978 года по МПК E02D1/00 G01N3/10 

1

Изобретение относится к области инженерно-строительных изысканий и используется для определения характеристик механических свойств грунтов в полевых условиях.

Известен способ испытания грунтов, включающий установку прессиометра в скважине и измерение перемещений стенки скважины при увеличении давления в камере прессиометра 1.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ испытания грунтов, включающий установку прессиометра в скважине с начальным давлением внутри его камеры, равным горизонтальному бытовому давлению грунта, и измерение перемещений стенки скважины при увеличении давления в камере 2.

Недостаток известного способа испытаний состоит в узком диапазоне передаваемых на грунт давлений и отсутствии возможности контроля .полученных данных, что снижает точность определения характеристик грунта.

Цель изобретения - повыщение точности определений характеристик свойств грунта путем расширения диапазона передаваемых на грунт давлений.

Для этого по предлагаемому способу измерение перемещений стенок скважины осуществляют при уменьшении начального давления в камере прессиометра, а затем - при увеличении давления.

На фиг. 1 изображена установка для реализапии предлагаемого способа; на фиг. 2 - графики прессиометрических опытов в координатах «давление Р - перемещение стенки скважины ±И. Знак «-i- соответствует перемещению внутрь скважины, знак «- - перемещению в паружную сторону относительно 0 начального состояния. Кривые cJo-а, а-в и 8-с соответствуют испытанию предлагаемым способом (соответственно при уменьшении, последующем увеличении давления и при разгрузке); кривые бо-d и d-е - испытанию известным способом (соответственно при увеличении давления и при разгрузке).

Прессиометрическая установка имеет камеру 1 с эластичной оболочкой, расширяющейся при создании внутреннего давления Р, и наружной (съемной) эластичной оболочкой 2. Внутри жесткой трубы 3, на которой крепится камера 1, размещены щланги 4 для подачи давления сжатого воздуха и пропуска электрических проводов. Входяш,ие в прессиометрический комплект устройства для создания давления и измерения перемещений стенки скважины на фиг. 1 не показаны. Установка содержит две обсадные трубы: наружную 5 и внутреннюю 6. Наружная труба 5 имеет в верхней части фиксатор 7 для соединения ее с трубой 3. Внутренняя труба 6 имеет внизу режущую кромку и месдозу 8 для измерения горизонтального бытового давления грунта, а вверху - две диаметрально противоположные прорези для пропуска штанги фиксатора 7. Перед испытанием производят бурение скважины до отметки, соответствующей началу опытного участка, с креплением ее наружной обсадной трубой 5. , Затем пробуривают скважину в пределах опытного участка, подлежащего испытанию, с креплением ее внутренней обсадной трубой 6 (положение трубы 6 после окончания бурения показано на фиг. 1 пунктиром). При этом с помощью месдозы 8 измеряют горизонтальное бытовое давление грунта б. Внутрь трубы 6 опускают камеру 1 прессиометра с надвинутой на нее по слою смазки эластичной оболочкой 2. После создания в камере 1 давления, равного б, производят закрепление труб 3 и 5 фиксатором 7 и осуществляют подъем внутренней обсадной трубы 6 на высоту, соответствующую длине опытного участка скважины. При этом наружная оболочка 2 поднимается вместе с трубой 6 и занимает положение, показанное на фиг. 1, а участок скважины в пределах длины камеры 1 обжимается давлением Со, что исключает образование перемещений грунта внутрь скважины, обеспечивает сохранение природного напряженного состояния и структуры грунта. В процессе прессиометрического опыта производят уменьшение давления в камере 1 ступенями ДР, величину которых принимают в пределах (1,4-1,5) ,бо , и измерение перемещений стенки скважины и. Конечное давление на грунт при разгрузке принимают равным нулю, либо такой величине РО, при которой образуются перемещения и„ составляющие 0,15-0,20 величины начального радиуса скважины (при большей величине перемещений возникает опасность обрушения стенок скважины). 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. Испытание заканчивается извлечение.м из скважины прессиометра, обсадных труб 5 и 6 и ликвидацией скважины. Получаемые в процессе испытания графики, и.меющие характерные точки РК и Р,,-, дают необходимую исходную информацию для вычисления характеристик механических свойст-в грунтов - значений модулей деформации, углов внутреннего трения, удельного сцепления и коэффициентов физической анизотропии. При этом используются рещения упруго-пластических задач о перемещениях стенки скважины под действием внутреннего Р и внешнего ff давлений. Преимущества предлагаемого способа испытаний грунтов по сравнению с известным заключаются в следующем. Искомые характеристики свойств грунтов могут быть получены дважды: сначала при расшифровке диаграммы 3 -а, затем - диаграмм а-в и в-с; увеличивается диапазон давлений, которые .могут быть переданы на грунты. Перечисленные обстоятельства обеспечивают возможность контроля результатов, полученных на различных этапах испытания, и повышают точность определения характеристик свойств грунтов. Предложенный способ испытания может быть также реализован с применением самозабуривающегося пресс юметра, погружение которого в грунт осуществляется одновременно с бурением скважины при поддержании начального давления внутри его камеры, равного горизонтальному бытовому давлению грунта. Формула изобретения Способ испытания грунтов, включающий установку прессиометра в скважине с начальным давлением внутри его камеры, равным горизонтальному бытовому давлению грунта, и измерение перемещений стенки скважины при увеличении давления в камере, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности определений характеристик свойств грунта путем расщирения диапазона передаваемых на грунт давлений, измерение перемещений стенок скважины осуществляют при уменьшении начального давления в камере прессио.метра, а затем - при увеличении давления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 221364, кл. Е 02 d 1/00, 1966. 2.Заявка № 2353851/29-33, кл. Е 02 Д1/00, 1976, по которой принято решение о авторского свидетельства.

zLs

t5

+ y,«M

/H .

- гг MM .