9. Статическое и динамическое зондирование

Статическое зондирование является одним из самых эффективных методов испытания грунтов в условиях их естественного залегания. При помощи таких испытаний можно определить положения границ между слоями грунта различного состава и состояния, степени однородности грунтов, а также характеристик грунта и сопротивления под острием и по боковой поверхности забивных свай.

Методика проведения статического зондирования

Подготовку к работе установки для испытания грунта статическим зондированием выполняют в соответствии с требованиями инструкции по эксплуатации.Отклонение мачты установки от вертикали не должно превышать 2°.

Статическое зондирование выполняется путем непрерывного вдавливания зонда в грунт, соблюдая порядок операций, предусмотренный инструкцией по эксплуатации установки.

Перерывы в погружении зонда допускаются только для наращивания штанг зонда.

В процессе зондирования осуществляется постоянный контроль за вертикальностью погружения зонда.

Испытание заканчивают после достижения заданной глубины погружения зонда или предельных усилий. По окончании испытания зонд извлекается из грунта, а скважина тампонируется.

Регистрация показателей сопротивления грунта внедрению зонда производится в журнале испытания, на диаграммной ленте или в блоке памяти системы регистрации.

Динамическое зондирование  осуществляют погружением зонда, забиваемого молотом постоянного веса, падающим с постоянной высоты с постепенно возрастающим количеством ударов. Этот метод наиболее эффективен для выявления характера напластований, определения слоев с однородными физико-механическими характеристиками и для их сравнения, а также для определения плотности песчаных и консистенции глинистых грунтов.

Методика проведения динамического зондирования

Динамическое зондирование выполняют непрерывной забивкой зонда в грунт свободно падающим молотом или вибромолотом, соблюдая порядок операций, предусмотренный инструкцией по эксплуатации установки.

Перерывы в забивке зонда допускаются только для наращивания штанг зонда.

При ударном зондировании фиксируют глубину погружения зонда h от определенного числа ударов молота (залога), а при ударно-вибрационном зондировании производят автоматическую запись скорости погружения зонда v.

В процессе зондирования необходимо осуществлять постоянный контроль за вертикальностью погружения зонда.

При наращивании звеньев колонну штанг поворачивают вокруг оси по часовой стрелке с помощью штангового ключа. Испытание заканчивают после достижения заданной глубины погружения зонда или в случае резкого уменьшения скорости погружения зонда (менее 2—3 см за 10 ударов или менее 1 см/с). По окончании испытания зонд извлекают из грунта, а скважину тампонируют.

Регистрацию результатов испытания производят в журнале испытания.

10. Сжимаемость грунтов и определение характеристик деформационных свойств

Сжимаемостью грунтов называют способность их уменьшаться в объеме (давать осадку) под действием внешнего давления.

Степень сжимаемости и явления, происходящие при сжатии, зависят от характера и структуры грунта.

Сжимаемость песчаных грунтов невелика и зависит от их гранулометрического, минералогического состава и плотности сложения. Сжатие песчаных грунтов связано с взаимным перемещением отдельных зерен, а при больших давлениях - и с их раздроблением. Сжатие этого типа грунтов протекает быстро и независимо от влажности

Сжимаемость глинистых пород зависит от их минералогического состава, степени дисперсности, состава обменных катионов, пористости, а также от состояния породы и условий сжатия. Чем больше пористость, тем больше абсолютная величина сжатия.

Скорость сжатия глинистых грунтов зависит от влажности грунта и от мощности сжимаемого слоя. При полном насыщении образца водой скорость сжатия грунтов до известной степени определяется их водопроницаемостью. При малых значениях коэффициента фильтрации и большей мощности сжимаемого слоя процесс сжатия может длиться многие годы. При этом сжатие происходит до наступления состояния гидростатического равновесия, т. е. такого состояния, когда из грунта отжата часть воды, оказывавшая сопротивление сжатию, и внешняя нагрузка целиком воспринимается скелетом грунта.

Деформационные свойства

Деформационные свойства характеризуют поведение пород под нагрузками, не приводящими к разрушению.

Показатели деформационных свойств:

m – коэффициент компрессии;

Е – модуль общей деформации;

l – модуль осадки.

Способность грунта уплотняться под нагрузкой называют сжимаемостью.

Сжимаемость без возможности бокового расширения называют компрессией.

Факторы, влияющие на сжимаемость:

1. Гранулометрический состав

2. Минеральный состав

3. Плотность

4. Влажность (учитывать возможность оттока, скорость уплотнения)

5. Величина ступени нагрузки. 6. Вид нагрузки (статическая, динамическая). 7. Структурные связи. 8. Температура. 9. Обменные катионы в грунте (учитывать водоудерживающую способность одновалентных катионов по сравнению с двух- и трехвалентными). 10. Химический состав и концентрация воды. 11. Способность грунта к набуханию.

11.Закон уплотнения и общий случай компрессионной зависимости.

Сжимаемость грунтов – свойство, существенно отличающее грунты от массивных горных пород и других твердых тел, и заключается в способности грунтов изменять свое строение под влиянием внешних воздействий на более компактное за счет уменьшения пористости грунта.

Закон уплотнения (компрессии) грунта: изменение относительного объема пор грунта пропорционально изменению давления или как бесконечно малое изменение относительного объема пор грунта прямо пропорционально бесконечно малому изменению давления.

Общий случай компрессионной зависимости: в общем случае компаненты будут так же оказывать влияние на деформируемость элементарного объема грунта, находящегося в массиве. Действительно, чем большие значения реактивных напряжений возникнут в элементе грунта от приложенных вертикальных нагрузок, тем меньшей сжимаемостью будет. Тогда для описания деформируемости грунта в этих условиях можно использовать уравнения обобщенного закона Гука. Поскольку при действии на поверхности массива грунта равномерно распределенной нагрузки, соответствующей схеме компрессионного сжатия, площадки, к которым приложены напряжения.Таким образом, если при проведении компрессионных испытаний оказывается возможным измерить боковые напряжения, возникающие в образце в результате приложения к нему сжимающего напряжения , то эти коэффициенты могут быть определены.