Полевые методы исследования.

Полевые методы определения характеристик горных пород предназначены для определения расчетных значений характеристик прочности, сжимаемости, водопроницаемости горных пород в основании сооружения.

– E – модуль деформации (МПа, кПа, Па).

Это характеристика сжимаемости горных пород аналогичная модулю упругости, но не тождественная.

– ϕ – угол внутреннего трения (в градусах).

Характеризует прочность дисперсных грунтов и скальных массивов. Чем больше угол, тем больше прочность грунта.

– C – сцепление (кПа).

Это характеристика связанности глинистых грунтов. Если подбросить кусок глины, то он таким и останется, а если подбросить горсть песка, то она разлетится.

 

Наименование полевых методов:

1. Штамповый опыт в шурфе.

1 — штамп; 2 — гидравлический домкрат; 3 - индикаторная установка; 4 - продольная упорная балка; 5 — винтовые анкерные сваи.

 

2. Штамповый опыт в скважине.

1 - обсадная труба; 2 - поверхность вечномерзлых грунтов; 3 - электроспираль в четочной изоляции; 4 - штамп; 5 - теплоизоляция; 6 - электрокабель; 7 - обсадные трубы диаметром 7,5 см; 8 - автотрансформатор; 9 - грузы; 10 - приспособление для установки индикаторов часового типа; 11 - реперная стойка.

 

3. Вращательный срез.

а - определение сопротивляемости грунта сдвигу; б - определение сил трения грунта по металлу.

 

4. Статическое зондирование основано на вдавливании зонда в грунт статической нагрузкой.

1 — винтовые анкерные сваи; 2 — рама; 3 — зонд; 4и5 — динамометры; 6 — домкрат; 7 — направляющая.

 

Штамповые опыты в шурфах проводятся для определения модуля деформации Е.

Для определения модуля деформации, согласно закону Гука, надо измерить нагружение и деформацию.

Ход эксперимента:

1. На штамп дается давление, и он углубляется в грунт (давление достигает определенной величины, после чего его удерживают).

2. Увеличиваем нагрузку на 0,05 МПа и снова выдерживаем до стабилизации осадки.

3. Несколько этапов нагружения.

 

 

Обработка результатов эксперимента:

Ø График зависимости осадки от нагрузки.

 

 

Е=(1-

 

Зондирование.

Ø Зондирование грунтов производится с целью определения угла внутреннего трения, сцепления и модуля деформации.

Есть две модификации зондирования:

1. Статическое зондирование. В грунт задавливают стальной конус с помощью домкрата (d _конуса = 42 мм).

Штанга, как и буровая установка на автошасси.

1. испытываемый грунт;

2. конус;

3. штанга;

4. муфта на штанге.

Метод широко применяется во всем мире и его результаты понятны специалистам из разных стран.

Ход эксперимента:

· Самоходная установка статического зондирования устанавливается на точку. Мачта приводится в рабочее положение. Конус устанавливается на грунт и погружается. В автоматическом режиме непрерывно записывается давление, которое меняется по мере погружения конуса в зависимости от сопротивления грунта.

· Раздельно идет запись лобового сопротивления на конусе и сопротивление на муфте. Муфта скользит по готовой стенке скважины и сопротивление здесь гораздо меньше. Оно характеризует отдельно трение в грунте.

· Этот метод позволяет определить как С, так и ϕ, и Е.

 

2. Динамическое зондирование.

1. испытуемый грунт;

2. конус;

3. штанга;

4. наковальня;

5. молот со стандартной массой, которая поднимается на стандартную высоту и ударяет по наковальне.

Конус забивают в грунт и считают количество ударов на каждые 10 см.

 

Обработка результатов эксперимента:

Р_д меняется по глубине скважины. Динамическое зондирование как и статическое позволяет получить непрерывный ряд значений, интересующих нас ϕ и Е.

 

 

Геологический разрез Московской области: