Способ определения пористости грунта в массиве Советский патент 1980 года по МПК E02D1/00 

Изобретение относится к области техники инженерно-геологических изысканий, проводимы перед проектированием и возведением зданий и сооружений, и может использоваться при выборе метода производства работ, при откопке котлованов в слабых водонасыщенных глинистых грунтах, особенно при большой глубине заложения фундаментом, определении осадок здания, несущей способности свай. Известен способ определения пористости грунта в массиве, включающий последователь ные операции проходки шурфа, отбора монолита, его парафинироваиия и определения физических свойств грунта в лабораторных условиях 1 . Определение пористости производится для грунта, извлеченного с некоторой глубины на поверхность земли. G грунта снято природное давление, и он в результате упругой деформации скелета, расклинивающего действия перовой воды, паро- и газовьщеления в порах разуплотняется, набухает, пористость его увеличивается и становится больше естествен ной. Кроме того, пористость грунта претерпевает изменение при отборе монолитов, их транспортировке в лабораторию. Наиболее близким из известных является способ определения пористости грунта в массиве, включающий проходку щурфа, отбор монолита грунта и определение пористости . Недостаток указанного способа определения пористости груйта в массиве состоит в том, что, как показали специально поставленные эксперименты, величина разуплотнения образца грунта дУ не равна величине уплотнения uhv , получаемой после приложения нагрузки Рб. Значение Л h У может быть а несколько раз больше , а, следовательно, пористость, найденная указанным способом, отличается от пористости грунта в массиве. Цель изобретения - повышение точности определения пористости при исследовании слабых и глинистых грутоБ. Достигается цель тем, что перед проходкой шурфа в грунте на исследуемой глубине устанавливают тензомарки, замеряют их начальные показания, проходят шурф до уровня верхней тенэомарки по периметру забоя шурфа отрывают канавку до уровня ниже расположенной тензомарки, повторно замеряю показания тенэомарок, из целика грунта от бирают монолит, замеряют его размеры при отборе и перед определением пористости гр та монолита, а пористость грунта в массиве вычисляют по формуле: () -(-(AVl/h h /) пористость грунта в h - высота целика грунта; бЬ - приращерше высоты целика грунта при его разуплотнении; Ь f - высота монолита при отборе; приращение высоты монолита цри его разуплотнении; пористость грунта монолита. Опредление пористости грунта осзществляю в следующей последовательности. На площадке, где ведется изыскание грун тов, на исследуемую глубину пробуривают скважину. Для сохранения природного сложе ния грунта проходку скважины ведут под триксотропными растворами. На глубине, где предполагается производить исследования, в стенку скважины, задавливают две, три (и более) тензомарки, выйол1 екные, например, в виде тензоконсоли, один конец которой неподвижно закреплен на репере, вдавленном в забой скважины, а другой конец пер мещается вместо с разуплотняющимся грунтом. Расстояние по вертикали между двумя крайними тензомарками- гл задают равным мо ности слоя, деформации которого будут измерять. Сигналы от тензомарок по проводам пО ступают на полупроводниковый измеритель деформаций. Производят нулевой отсчет и на шнают проходку шурфа стандартного в плане размера с центром, совпадающим с пробуренной скважиной. Стенки шурфа крепят деревянной обшивкой, проходку- ведут до отметки, на которой установлена верхняя тензомарка. Затем по периметру забоя шурфа под токситропным раствором отрьшают канавку глубиной, равной расстоянию от верхней тензомарки до последующей ниже. Эта канавка отделяет в центре забоя от стенки шурфа целик грунта, с которого снято природное давление вышележащих слоев грунта, после чего по показаниям измерителя деформаций определяют перемещение двух верхних тензомарок. Из целика отбира ют стандартные монолиты грунта в форме куба. Перед парафинированием размеры монопита замеряют с помощью шгангенциркуля и записывают в паспорт монолита. После этого забой шурфа снова зачищают, его отметку доводят до второй сверху тензомарки, по периметру отрывают канавку с такими же размерами, как первая, снимают показания тензомарок, отбирают монолиты, замеряют из размеры, производят парафкнирование, и так далее до самой нижней тензомарки. Работу по зачистке забоя шурфа, откопке канавок, отбору монолитов производят с висячих подмостей, закрепленных на двух поперешых брусьях, уложенных на поверхности поперек шурфа. Это предотвращает уплотнение грунта в забое весом проходчика.. При снятии природного давления и сил трения грунтового целика по стенкам шурфа грунт между тензомарками разуплотняется. Перемещая тензомарки, электрические сигналы от которых по проводам поступают на полупроводниковый измеритель деформаций, фиксируют их. Разность перемещений двух соседних тензомарок равна абсолютной деформаии л1гл вертикального разугшотнения целика грунта, заключенного между двумя тензомарками, при снятии природного давления. Перевозка монолита и его хранение также вызывают изменение свойств грунта. Разность высот монолита до парафинирования и после перевозки и хранения Ah. равна приращению высоты монолита при его разуплотнении. Приращения Ah и Лh |s/( позволяют вычислить полную относительную деформацию, которую претерпевает образец грунта с момента снятия с него природного давления в щурфе до начала определения его свойств в лаборатории Ah/h4Ah /h После определения в лабораторных условиях объемного веса, удельного веса и влажности грунта вычисляют пористость грунта монолита 1 до,. Затем по полученным полной относительной деформации и пористости грунта монолита вычисляют пористость грунта в массиве AOe-t V M/ M) ;;() П р И м е p. На площадке, сложенной слабыми водонасыщенными глинистыми грунами, пробурили скважину диаметром 127 мм о глубины 6,5 мм. В стенки скважины на лубине 6,0 и 6,5 м вдавили тенэомарки оёщшенные проводами с полупроводниковым измерителем деформации, и сняли их начальные показания. После этого произвели проходку шурфа до глубины 6,0 м с креплением стенок деревянной обшивкой. По периметру забоя шурфа под тексотропным раствором отрыли канавку шириной 25 см и глубиной 50 см от верхней тензо.марки до нижней. После этого по показаниям измерителя деформаций определили перемещения верхней и нижней тензомарок; разность .этих показаний составила 44,5 мм. Из целика отобрали монолит грунта в форме куба с ребром 200 мм, штангенциркулем произвели обмеры монолита, затем его запарафинировали и доставили в лабораторию. Повтор ные обмеры монолита показали, что его высота после перевозки и хранения увеличилась на 4,6 мм. По значениям удельного веса, объемного веса и влажности грунта определили значение пористости при давлении, равном нулю даБ 0,494 После приложения давления, равного природному при испытании в компрессионном приборе, пористость уменьшилась и составила ,383 Пористость грунта в массиве при u.,5 мм, h-500 мм; Ahf 4,6 мм; h 200 мм. Следовательно, за счет снятия природного давления откачки воды, перевозки, хранения пористость грунта увеличилась по сравнению с пористостью в массиве на 14,9%, а после приложения к образцу грунта в компрессионном приборе природного давления уменьшилась по сравнению с ,, на 11,2%. Таким образом, предложенный способ позволяет исследовать влияние методов производства работ при откопке котлованов на. строительные свойства грунтов, рекомендовать строителям методы производства работ нулевого цикла, максимально сохраняющие приро 20 ные качества грунтов; контролировать юменение пористости грунтов и предупреждать аварии сооружений. Формула изобретения Способ определения пористости грунта в MBCciffle, включающий проходку щурфа, отбор монолита грунта и определение его пористости, о т л и ч а ю щ и и о я тем, что, с целью повышения точности определения порис- тости при исследовании слабых и глинистых грунтов, перед проходкой шурфа в rpyiiTe на исследуемой, глубине устанавливают тензомарки, замеряют их началысые показания, проходят шифр до уровня верхней тензомарки, по периметру забоя тлурфа отрывают канавку до уровня ниже расположенной тензомарки, повторно замеряют показания тензомарок, из целика грунта отбирают монолит, замеряют его размеры при отборе и перед определением пористости грунта монолюа, а пористость грунта в массиве вычисляют по формуле; ( „/V :) j- пористость грунта в массиве; h - высота целика грунта; Д - приращение высоты целика грунта при его разуплотнении; Ь высота монолита при отборе; Aht-( - приращение высоты монолита при его разуплотнении; л(ХБ пористость трута монолта. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Ломтадзе В. Д. Методы лабораторных ледований физико-механических свойств гор х пород. Недра, Л., 1972.