Интерпретация результатов динамических испытаний коническим пенетрометром
Болдырев Геннадий ГригорьевичДиректор по научной работе и инновациям ООО НПП «Геотек», г. Пенза, Россияg-boldyrev@npp-geotek.ru
В пятой части статьи о результатах разработки в ООО НПП "Геотек" комплексной технологии инженерно-геологических изысканий и проектирования оснований, представлены наработки по интерпретации результатов динамических испытаний коническим пенетрометром.
Как отмечают авторы, в отличие от стандартного динамического зондирования (SPT), когда в грунт погружается полый цилиндрический зонд, в рассматриваемом типе испытаний (DCPТ - dynamic cone penetration test) зондирование выполняется конусом. Подобный тип динамических испытаний применяется как в России, так и за рубежом, но в больней степени в РФ. Основные требования к данному методу испытаний приведены в ГОСТ 19912-2012. В статье рассмотрена только интерпретация данных испытаний с целью определения характеристик грунтов. Дополнительную информацию авторы предлагают искать в работе [1].
Напомним, что предлагаемая авторами комплексная технология объединяет в единый производственный процесс инженерно-геологические изыскания и проектирование оснований сооружений. Результатом является сокращение сроков изысканий вследствие применения методов зондирования грунтов с автоматизированным контролем процесса испытаний и интерпретации данных испытаний. При этом результатом инженерно-геологических исследований является не только информация о свойствах грунтов, но и оценка их влияния на поведение проектируемого здания или сооружения.
Автором запланирована серия публикаций по данной теме, содержание которых приведено в файле в конце первой статьи серии.
Геннадий Григорьевич Болдырев приглашает всех читателей "ГеоИнфо" к широкому обсуждению рассматриваемого вопроса.
В отличие от стандартного динамического зондирования (SPT), когда в грунт погружается полый цилиндрический зонд, в рассматриваемом типе испытаний (DCPТ – dynamic cone penetration test) зондирование выполняется конусом. Подобный тип динамических испытаний применяется как в России, так и за рубежом, но в больней степени – в РФ. Основные требования к данному методу испытаний приведены в ГОСТ 19912–2012. Ниже мы рассмотрим только интерпретацию данных испытаний с целью определения характеристик грунтов. Дополнительную информацию можно найти в работе [1]. Следует отметить, что корреляционных уравнений для случая зондирования конусом значительно меньше, чем для SPT зондирования. В основном это объясняется более широким применением SPT в зарубежной практике, начиная с 20-х годов прошлого столетия.
Обычно в ходе испытаний определяется количество ударов N, которое необходимо для погружения конуса на глубину 150 мм. Для рыхлых песков и мягкопластичных глинистых грунтов глубина внедрения конуса может быть измерена от каждого удара.
В 1973 году Госстроем СССР были введены «Указания по зондированию грунтов для строительства (СН 448-72)», где было принято определять из результатов испытаний показатель, называемый условным динамическим сопротивлением грунта pd, которое согласно ГОСТ 19912 определяют по формуле:
где А – удельная энергия зондирования; K1 – коэффициент учета потерь энергии при ударе молота по наковальне и на упругую деформацию штанг; K2 – коэффициент учета потерь энергии на трение штанг о грунт, определяемый в зависимости от усилия при повороте штанг; h – глубина погружения; n – число ударов молота в залоге.
В монографии Трофименкова и Воробкова (1981) приведена следующая таблица (табл. 1), позволяющая определять плотность сложения песков различной крупности и влажности в зависимости от значений условного динамического сопротивления.
В связи со сложностью отбора монолитов песчаных грунтов ненарушенной структуры, результаты испытаний методом динамического зондирования могут быть полезными для ориентировочного определения их угла внутреннего трения. Подобные значения были ранее приведены в СН 448-72 и представлены ниже в таблице 2.
Результаты испытаний методом динамического зондирования позволяют, используя корреляцию с результатами испытаний песчаных грунтов штампами, найти модуль деформации. Одно из подобных эмпирических выражений было получено институтом
Фундаментпроект для плотных и средней плотности песков в следующем виде:
Таблица 1. Зависимость условного динамического сопротивления от плотности сложения песков
Таблица 2. Значения угла внутреннего трения для песков различной крупности
Для моренных грунтов в монографии Л.Г. Мариупольского (1989) приведены следующие зависимости, полученные также на основании сравнительных испытаний штампами и динамическим зондированием:
где
В этой же монографии приведена корреляционная зависимость между коэффициентом пористости e аллювиальных и флювиогляциальных песков, полученная путем сравнительных лабораторных и полевых испытаний:
Для флювиогляциальных и аллювиальных песков на основе сравнения результатов испытаний штампами площадью 2500 и 5000 см2 с условным динамическим сопротивлением pd получены, соответственно, следующие зависимости:
Определение физико-механических характеристик грунтов по результатам динамического зондирования по СП 47.13330-2012
СП 47.13330-2012 рекомендует использовать нижеприведенные таблицы для определения физико-механических характеристик грунтов по данным динамического зондирования конусом.
Пример определения характеристик грунтов
Ниже приведен пример обработки данных динамического зондирования конусом по выработке номер 7. На рисунке 1 приведены профили данных испытаний (количество ударов на залог), расчет условного динамического сопротивления и тип грунта, определяемый количеcтвом ударов.
Список литературы
1. Библиографические данные цитированных выше авторов приведены в монографии «Болдырев Г.Г. Руководство по интерпретации данных испытаний методами статического и динамического зондирования для геотехнического проектирования. Изд-во, ООО Прондо, М., 2017, 476 с.».
Журнал остается бесплатным и продолжает развиваться.
Нам очень нужна поддержка читателей.
Поддержите нас один раз за год
Поддерживайте нас каждый месяц
