Способ определения пористости грунта в массиве
Патент 734338
Авторы
Классы МПК
Способ определения пористости грунта в массиве
Иллюстрации
Реферат
* з-
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик!
» 734338
Ф
4 ! г (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22)Заявлено 10.11.77 (yl) 2543421/29-33
1 (51) M. Кл.
F. 02 D 1)00 с присоединением заявки №.Государственный комитет (23) Приоритет по делам иэооретеиий и открытий
Опубликовано 15.05.80. Бюллетень № 18 (53) Уд К624.131..1(088.8) Дата опубликования описания 15.05.80 (72) Автор изобретения
А. В. Голли (7l) Заявитель
Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРИСТОСТИ ГРУНТА
В МАССИВЕ
Изобретение относится к области техники инженерно-геологических изысканий, проводимых 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 последовательные операции проходки шурфа, отбора монолита, его парафинирования и определения физических свойств грунта в лабораторных условиях (1) .
Определение пористости производится для грунта, извлеченного с некоторой глубины на поверхность земли. 6 грунта снято природное давление, и он в результате упругой деформации скелета, расклинивающего действия
20 поровой воды, наро- и газовыделения 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 шурфа, отбор монолита грунта и определение пористости.
Недостаток указанного способа определения пористости груйта в массиве состоит в roM, что, как показали специально поставленные эксперименты, величина разуплотнения образца грунта h A „не равна величине уплотнения 64у, .получаемой после приложения нагрузки Р8. Значение Aha может быть в несколько раз больше h h<, а, следовательно, пористость, найденная указанным способом, отличается от пористости грунта в массиве.
Цель изобретения — повышение точности определения пористости при исследовании слабых и глинистых грунтов.
Достигается цель тем, что перед проходкой шурфа в грунте на исследуемой глубине устанавливают тензомарки, замеряют их начальные показания, проходят шурф до уров7343 аИ/Ь+ Ь /И„
3 ня верхней тензомарки по периме1ру забоя шурфа отрывают канавку до уровня ниже расположенной теиэомарки, повторно замеряют показания тензомарок, иэ целика грунта отбирают монолит, замеряют его размеры при отборе и перед определением пористости грунта монолита, а пористость грунта в массиве вычисляют по формуле:
I дей,ф HopHGTocTb грунта В массйве; — высота целика грунта;
ЬЬ вЂ” приращение высоты целика грунта при его разуплотнении;
Ь вЂ” высота монолита при отборе; ьh Г,- приращение высоты монолита при его разуплотнении;
A/,оь — пористость грунта монолита.
Опредление пористости грунта осуществляют
- в следующей последовательности.
На площадке, где ведется изыскание грунтов, на исследуемую глубину пробуривают скважину, Для сохранения природного сложения грунта проходку скважиньг ведут под триксотропными растворами. На глубине, где предполагается производить исследования, в стенку скважины. эадавливают две, три (и более) тензомарки, вытголненные, например, в виде тенэоконсоли, один конец которой неподвижно закреплен на репере, вдавленном в забой скважины, а другой конец перемещается вместо с раэуплотняющимся грунтом. Расстояние по вертикачи между двумя крайними тензомарками. г задают равным мощности слоя, деформации которого будут измерять, Сигналы от тензомарок по проводам по ® ступают на полупроводниковый измеритель деформаций.
Производят нулевой отсчет и начинают 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 отрывают 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 отбирают стандартные монолиты грунта в форме куба. Перед парафинированием размеры мо38 4 нолита замеряют с помощью IllTBHf åíöèðêóëë 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 парафинирование, и так далее до самой нижней тензомарки.
Работу по зачистке забоя шурфа, откопке канавок, отбору монолитов производят с висячих подмостей, закрепленных на двух поперечных 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 деформа .Гии h, h вертикального разуплотнения 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 gh равна приращению высоты монолита при его разуплотнении, Приращения ЬЬ и /),h позволяют вычис-. лить полную относительную деформацию, которую претерпевает образец грунта с момента снятия с него природного давления в шурфе до начала определения его свойств в лаборатории
После определения в лабораторных условиях объемного веса, удельного веса и влажности грунта вычисляют пористость грунта монолита h ®. Затем по полученным полной относительной деформации и пористости грунта монолита вычисляют пористость грунта в массиве
Пример. На площадке, сложенной слабыми водонасыщенными глинистыми грунтами, пробурили скважину диаметром 127 мм до глубины 6,5 мм. В стенки скважины на глубине 6,0 и 6,5 м вдавили . тенэомарки соединенные проводами с полупроводнйковым
h= 0,383
Составитель А. Афонин
Техред С. Мигай
Корректор 10. Макаренко
Редактор Э. Шибаева
Заказ 2022/38
Тираж 713 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35; Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент*, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
5 7343 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 10 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-15 ные обмеры монолита показали, что его высота после перевозки и хранения увеличилась на 4,6 мм. По значениям удельного веса, обьемного веса и влажности грунта определили значение пористости при давлении, равном нулю A = 0,494
После приложения давления, равного природному при испытании в компрессионном приборе, пористость уменьшилась и составила 2
Пористость грунта в массиве при
<5=44,5 мм, h= 500 мм; аЬ/,1=4,6 мм;
h =200 мм.
ЗО
Следовательно, за счет снятия прироцного 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 п„„„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 природные качества грунтов; контролировать изменение пористостн грунтов и предупреждать аварии сооружений, Формула изобретения
Способ определения пористости грунта в массиве, включающий проходку шурфа, отбор монолита грунта и определение его пористости, отличающийоя тем,что,с целью повышения точности определения пористости при исследовании слабых и глинистых грунтов, перед проходкой шурфа в грунте на исследуемой глубине устанавливают тензомарки, замеряют их начальные показания, проходят шифр до уровня верхней тензомарки, по периметру забоя шурфа отрывают канавку до уровня ниже расположенной тензомарки, повторно замеряют показания тензомарок, из целика грунта отбирают монолит, замеряют его размеры при отборе и перед определением порнстости грунта монолита, а пористость грунта в массиве вычисляют по формуле:
-(дЬ/h+ дЬ /h )
Ъ, (6h/h+ „/hN) гдето пористость грунта в массиве, 11 — высота целика грунта;
Ь 4 — приращение высоты целика грунта при его разуплотнении; — высота монолита при отборе; ьЬг1 — приращение высоты монолита при
его разуплотнении; — пористость грунта монолита
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Ломтадзе В. Д. Методы лабораторных исследований физико-механических свойств гор ных пород. "Недра", JI., 1972.