19 марта 2015 г ПОЛЕВЫЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ТРЕЩИНОВАТОСТИ

Скачать презентацию 19 марта 2015 г ПОЛЕВЫЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ТРЕЩИНОВАТОСТИ

_2015_8-9_Трещиноватость.pptx

Количество слайдов: 128

19 марта 2015 г. ПОЛЕВЫЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ТРЕЩИНОВАТОСТИ (окончание)

ПОЛЕВАЯ ОЦЕНКА ХАРАКТЕРА И СТЕПЕНИ НАРУШЕННОСТИ МАССИВОВ • число, генетический тип и морфология систем трещин; • частота, ориентировка в пространстве, протяженность, прерывистость, величина раскрытия трещин; • степень совершенства сетей трещин; • наличие и состав заполнителя; • наличие поверхностей с малой величиной связности (глинистый заполнитель, зеркала скольжения и т. д. ).

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОРИЕНТИРОВКИ СИСТЕМ ТРЕЩИН Диаграммы трещиноватости • равноплощадная сетка Шмидта • равноугольная сетка Вульфа Существование систем трещин не доказывается, а предполагается!

ДИАГРАММЫ ТРЕЩИНОВАТОСТИ точечная равноплощадная

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОРИЕНТИРОВКИ СИСТЕМ ТРЕЩИН (по Э. Г. Газиеву и Е. Н. Тидену) 1) определение плотности распределения точек на точек полярной диаграмме и выявление закономерных сгущений, сгущений представляющих собой системы трещин, с помощью 2 – критерия (критерия Пирсона), т. е. определение наличия систем трещин; 2) выявление систем трещин на основе введения порога трещин плотности; 3) определение параметров систем трещин как математического ожидания их азимутов и углов падения на основе гипотезы о нормальном законе распределения с оценкой по критерию А. Н. Колмогорова; 4) расчёт эллипсов рассеивания в соответствии рассеивания с назначенной достоверной вероятностью.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОРИЕНТИРОВКИ СИСТЕМ ТРЕЩИН (по Э. Г. Газиеву и Е. Н. Тидену) точечная статистическая

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОРИЕНТИРОВКИ СИСТЕМ ТРЕЩИН (по Э. Г. Газиеву и Е. Н. Тидену) равноплощадная статистическая

Приложение Д (рекомендуемое) СХЕМА ОПИСАНИЯ ТРЕЩИНОВАТОСТИ ОБВАЛЬНЫХ СКЛОНОВ (ОТКОСОВ) (СП 11 -105 -97. "Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть II. Правила производства работ в районах развития опасных геологических и инженерно-геологических процессов" )

ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ РАБОТЫ в ходе инженерно-геологических разведочных работ

ПРИЧИНЫ ИЗУЧЕНИЯ СВОБОДНОЙ ВОДЫ в ходе инженерно-геологических работ • её присутствие в грунтах оказывает влияние на многие их свойства, такие как сжимаемость, растворимость, теплопроводность и т. д. ; • с наличием и/или движением свободной воды в грунтах при определенных условиях связано формирование порового и/или гидродинамического давления; • подземные воды представляют собой растворы, обладающие агрессивностью по отношению к металлическим и бетонным конструкциям.

Виды гидрогеологических работ в ходе инженерно-геологической разведки: 1) Замеры уровней воды в скважинах – глубина появления и установившейся уровень (определение пьезометрических напоров): глубина до 20 м – мерная линейка и хлопушка; более 20 м – электрические измерители (поплавочный и цифровой лимнографы/лимниграфы)

Виды гидрогеологических работ в ходе инженерно-геологической разведки: Хлопушка Мерная рейка

Виды гидрогеологических работ в ходе инженерно-геологической разведки: Скважинный уровнемер УСЕ 500 http: //aquaread. satu. kz/p 633429 skvazhinnyj urovnemer. html

Виды гидрогеологических работ в ходе инженерно-геологической разведки: 2) Измерение дебитов источников и самоизливающихся скважин (при вскрытии напорных горизонтов) Водослив Самоизлив

Виды гидрогеологических работ в ходе инженерно-геологической разведки: 3) Ведение наблюдений за расходом промывочной жидкости. 4) Измерение водопритоков в горные выработки: установление режима откачки, при котором объём откачиваемой воды равен её притоку; измерение объёма воды, поступившей в выработку за определённый интервал времени

Виды гидрогеологических работ в ходе инженерно-геологической разведки: 5) Измерение температуры воды: до глубины 100 м – обычные термометры; свыше 100 м – заленивленные термометры; электрические термо метры сопротивления. 6) Отбор проб для химического анализа

Виды гидрогеологических работ в ходе инженерно-геологической разведки: Мобильная гидрохимическая лаборатория

Гидрогеологическое опробование отбор проб с определённой глубины при помощи специальных пробоотборников http: //www. agtsys. ru/item/189 http: //msd. com. ua/modelirovanie-migraciipodzemnyx-vod/oborudovanie-skvazhin-i-priborydlya-otbora-prob/

Гидрогеологическое опробование отбор проб с определённой глубины при помощи специальных пробоотборников Цель опробования: – определение физических свойств воды (прозрачность, цвет, запах, вкус, т. е. органолептических показателей); – определение химического состава воды: углекислота свободная и агрессивная, р. Н, жёсткость общая и карбонатная, содержание сероводорода, сухой остаток, содержание катионов и анионов.

ОПЫТНЫЕ РАБОТЫ

Опытные работы проводятся на опытных (ключевых) площадках и включают: • изучение состава грунтов (влажность, грансостав для крупнообломочных грунтов); • изучение строения массивов (характер напластования, трещиноватость); • изучение свойств грунтов в массиве (плотность в массиве, водопроницаемость, физико механические характеристики); • опытные работы по определению НДС массивов.

МЕТОДЫ ТРУДОЕМКИЕ И ДОРОГОСТОЯЩИЕ Плотность и влажность, границы Сокращенный комплекс физико текучести и раскатывания, плотность механических свойств грунта. частиц грунта. Гранулометрический Показатели сжимаемости и анализ методом ареометра. сопутствующие определения при 101, 9 Определение показателей компрессионных испытаниях сжимаемости по одной ветви с по одной ветви наблюдением за консолидацией. с нагрузкой до 0, 6 МПа Плотность и влажность до и после опыта Испытания грунтов в шурфах на глубине до 5 м вертикальной статической нагрузкой штампом площадью 5000 см 2 удельным давлением до 0, 3 МПа Глинистые грунты с показателями текучести IL 0, 5 550, 0

Использование полевых методов исследования грунтов объясняется: • существованием масштабного эффекта; • необходимостью проведения испытаний без нарушения естественного н. д. с. грунта и его сложения; • физической невозможностью отбора образцов (пески, илы, сапропели, торфа, крупнообломочные грунты, галечник с заполнителем); • возможностью определения некоторых характеристик состава и свойств грунтов только в массиве (трещиноватость, водопроницаемость и пр. ).

Основное назначение опытных работ – обоснование расчётных показателей состава и свойств грунтов. Все опытные работы проводятся по определенным нормам. На все виды опытных работ, применяемых при изысканиях, имеются ГОСТы.

ГОСТ 30672 -2012. ГРУНТЫ. ПОЛЕВЫЕ ИСПЫТАНИЯ. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Введен в действие впервые с 1 июля 2013 г. Настоящий стандарт устанавливает общие требования к полевым испытаниям грунтов, оборудованию и приборам, подготовке площадок и выработок для испытаний

Метод определения характеристик физико механических свойств грунтов устанавливают в программе испытаний в зависимости от: • стадии проектирования; • грунтовых условий, • вида и уровня ответственности проектируемых зданий и сооружений. ГОСТ 30672 2012. Грунты. Полевые испытания. Общие положения

Площадка, выбранная для проведения испытаний грунтов или заложения горной выработки, должна быть спланирована и оконтурена водоотводной канавой. Размеры площадки устанавливают из условий размещения выработки и установки для испытаний грунта. ГОСТ 30672 2012. Грунты. Полевые испытания. Общие положения

Полевые испытания проводят: • непосредственно на поверхности грунта; • в опытных горных выработках (котлованах, шурфах, дудках или буровых скважинах); • в массиве грунта. ГОСТ 30672 2012. Грунты. Полевые испытания. Общие положения

Полевые испытания проводят непосредственно на поверхности грунта: ГОСТ 30672 2012. Грунты. Полевые испытания. Общие положения

Полевые испытания проводят в опытных горных выработках (котлованах, шурфах, дудках или буровых скважинах): ГОСТ 20276 99. Грунты. Полевые испытания. Общие положения ГОСТ 30672 2012. Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости Болдырев Г. Г. О полевых испытаниях грунтов // Инженерные изыскания. 2010. № 9.

Полевые испытания проводят в массиве грунта: ГОСТ 20276 99. Грунты. Полевые испытания. Общие положения ГОСТ 30672 2012. Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости Болдырев Г. Г. О полевых испытаниях грунтов // Инженерные изыскания. 2010. № 9.

Способы проходки выработок для испытаний должны обеспечивать сохранение: • ненарушенного сложения грунта и • его природной влажности, а также, при необходимости, • напряжённо-деформированного состояния. При бурении скважины для испытания грунта ниже уровня подземных вод - не допускается его понижение в скважине. При подготовке к испытанию грунта забой выработки зачищают до ненарушенного строения, а при испытании мёрзлого грунта – до ненарушенного мёрзлого грунта. ГОСТ 30672 2012. Грунты. Полевые испытания. Общие положения

Статистическую обработку результатов определений характеристик физико механических свойств грунтов, используемых при проектировании оснований и фундаментов зданий и сооружений, производят по ГОСТ 20522. Погрешность измерений должна устанавливаться в программе испытаний в зависимости от диапазона измеряемых величин. Приборы и оборудование, применяемые при , испытаниях, должны обеспечивать требуемую точность измерений определяемых параметров. ГОСТ 30672 2012. Грунты. Полевые испытания. Общие положения

ТОЧНОСТЬ ВЫЧИСЛЕНИЙ (не более): Модуль деформации грунта, МПа Е > 10 МПа Е от 2 до 10 МПа Е < 2 МПа Начальное просадочное давление, МПа 0, 5 0, 25 0, 1 0, 01 Относительная просадочность 0, 01 Сопротивление грунта срезу, МПа 0, 01 Удельное сцепление, МПа 0, 01 Угол внутреннего трения, град. 1 ГОСТ 30672 2012. Грунты. Полевые испытания. Общие положения

Образцы грунта для лабораторных определений показателей свойств отбирают: • либо непосредственно в опытных горных выработках на отметке испытания грунта, • либо на расстоянии не более 3 м от оси выработки. ГОСТ 30672 2012. Грунты. Полевые испытания. Общие положения

ТРЕБОВАНИЯ К УСТАНОВКАМ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ, ПРИБОРАМ И ОБОРУДОВАНИЮ Все конструкции установок для проведения испытаний должны быть рассчитаны на нагрузку, превышающую на 30 % наибольшую нагрузку, предусмотренную программой испытаний. При нагнетании воды в опытные скважины трубопроводы и другие конструкции должны быть рассчитаны на напоры, превышающие на 50 % напоры, предусмотренные программой испытаний. ГОСТ 30672 2012. Грунты. Полевые испытания. Общие положения

Механизмы и устройства для создания давления на грунт (прессы, прессиометры, крыльчатки, зонды и пр. ) должны обеспечивать: центрированную (соосную) передачу нормальной нагрузки на грунт и её вертикальность; приложение касательной нагрузки в строго фиксированной плоскости среза, перпендикулярной к плоскости приложения нормальной нагрузки; возможность нагружения грунта ступенями или непрерывно при заданной постоянной скорости деформирования грунта; постоянство давления на каждой ступени нагружения. ГОСТ 30672 2012. Грунты. Полевые испытания. Общие положения

Требования к опытным работам: • конкретность исследований: что и для чего нужно получить; • опытный участок должен отражать типичные условия района; • точное знание геологического разреза; • опытные работы должны сопровождать другие виды работ, а не заменять их; • точность моделирования ожидаемых воздействий от сооружений.

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА

Методы определения гранулометрического состава дисперсных грунтов зависят от их вида и делятся на три группы: • методы изучения крупнообломочных грунтов; • методы изучения песчаных грунтов; • методы изучения глинистых грунтов

Классификация структурных элементов по В. В. Охотину №№ п/п Классы фракций Размер фракций 1 валуны / камни более 20 см 2 галька / щебень 4 - 20 см 3 гравий / дресва 2 - 40 мм 4 песчаные частицы 5 пылеватые частицы 0, 001 0, 05 мм 6 глинистые частицы менее 1 мкм 0, 05 2 мм

ОБЩАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА КРУПНООБЛОМОЧНЫХ ГРУНТОВ Фотометод Грохочение Ситовой анализ Микроагрегатный анализ

ОБЩАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА КРУПНООБЛОМОЧНЫХ ГРУНТОВ

Фотометод – основан на измерении площади грубых обломков относительно площади изучаемого вертикального обнажения или стенки горной выработки. Считается, что содержание обломков по площади соответствует их объёмному содержанию. Основные положения метода: • практическая минимальная проба (площадь измерения) должна содержать не менее 10 обломков наиболее крупной фракции; • фотографирование производится с масштабной накидной сеткой размером 200 x 200 мм с ячейками 100 Х 100 мм; • содержание грубых фракций по объёму вычисляется как соотношение их площади на снимке к площади измеряемого обнажения на снимке; • площади на фотоснимках измеряются планиметром, взвешиванием вырезанных частей на аналитических весах или подсчётом по клеткам накидной сетки; • размер обломков определяется по их среднему диаметру.

БЛОК-СХЕМА АЛГОРИТМА оценки блочности пород по фотоснимку По данным ФГУП ВИОГЕМ (Известия Тул. ГУ. Науки о земле. 2011. № 1)

Грохочение – проводят на крупных ситах с диаметром отверстий 100 (80), 60, 40 и 20 мм. Минимальная проба крупнообломочных грунтов: теоретическая и практическая Теоретическая минимальная проба Vтmin = 0, 236 × lц3 lц – расстояние между центрами частиц наиболее крупной фракции Практическая минимальная проба Vпmin = 2 × lц. З

Основные положения метода: • для определения практической минимальной пробы Vпmin делается три пять замеров расстояния между центрами частиц наиболее крупной фракции li, а затем вычисляются lц и Vпmin; • на грохоты загружают разовые навески массой не более 20 кг; • в процессе грохочения грубые частицы очищаются от налипшего мелкозёма; • размер и массу определяют для каждого обломка в интервале 20 100 (80) мм; • из частиц размером более 20 мм берется проба на определение влажности Wc и плотности rс крупнообломочного компонента; • из частиц размером менее 20 мм берется технологическая проба на определение влажности мелкозема Wf и один мешочек (1, 5 2, 0 кг) для лабораторного ситового и микроагрегатного (гранулометрического) анализов.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА глинистых грунтов Основные методы: 1) Визуальный метод. 2) Метод Филатова - Рутковского – использована способность глинистых фракций набухать в воде. 3) Метод Сабанина – основан на определении содержания частиц по скорости оседания «физической глины» ……………………………. . . и др.

Визуальный метод (М. М. Филатов, 1936) Типы грунтов Придаваемая «форма» порошок шнур шарик

Визуальный метод (М. М. Филатов, 1936) Типы грунтов Глины Суглинки Супеси Придаваемая «форма» порошок шнур шарик

Визуальный метод (М. М. Филатов, 1936) Типы грунтов Придаваемая «форма» порошок шнур Глины прочный длинный шнур диаметром менее 1 мм Суглинки не образуют длинного шнура при сгибании образует трещины Супеси скатываются в шнур шарик

Визуальный метод (М. М. Филатов, 1936) Типы грунтов Придаваемая «форма» порошок шнур Глины растираются трудно прочный длинный шнур диаметром менее 1 мм Суглинки при растирании на ладони не дают ощущения однородного порошка не образуют длинного шнура при сгибании образует трещины Супеси при растирании дают ощущение неоднородного порошка скатываются в шнур шарик

Визуальный метод (М. М. Филатов, 1936) Типы грунтов Придаваемая «форма» порошок шнур шарик Глины растираются трудно прочный длинный шнур диаметром менее 1 мм Суглинки при растирании на ладони не дают ощущения однородного порошка не образуют длинного шнура скатываются при сгибании образует трещины Супеси при растирании дают ощущение неоднородного порошка скатываются в шнур скатываются легко шарик покрывается трещинами и осыпается

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ГРУНТОВ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ГРУНТОВ методом замещения объёма ГОСТ 28514 90. Строительная геотехника. Определение плотности грунтов методом замещения объёма Стандарт распространяется на пылеватые, глинистые, песчаные, крупнообломочные грунты и устанавливает метод определения плотности грунтов в полевых условиях. Метод заключается в установлении отношения массы пробы грунта к его объёму при условии, что из слоя испытываемого грунта отбирают пробу необходимого объёма, которую замещают однородной средой с известной плотностью.

МИНИМАЛЬНЫЙ ОБЪЁМ ПРОБЫ ИСПЫТУЕМОГО ГРУНТА Минимальный объём пробы, куб. см Максимальная крупность зёрен грунта, мм 10 20 31, 5 40 63 ГОСТ 28514 90. Строительная геотехника. Определение плотности грунтов методом замещения объема

МИНИМАЛЬНЫЙ ОБЪЁМ ПРОБЫ ИСПЫТУЕМОГО ГРУНТА Минимальный объём пробы, куб. см Максимальная крупность зёрен грунта, мм 1000 10 1500 20 2000 31, 5 3000 40 6000 63 ГОСТ 28514 90. Строительная геотехника. Определение плотности грунтов методом замещения объема

ТЕХНОЛОГИЯ МЕТОДА 1) Извлечение грунта, его взвешивание (m). 2) Заполнение лунки, определение объёма (V).

ПЕСКОЗАГРУЗОЧНЫЙ АППАРАТ 1 пескобак; 2 песок; 3 задвижка; 4 загрузочная камера; 5 лист основания; 6 лунка; 7 калибровочный сосуд. ГОСТ 28514 90. Строительная геотехника. Определение плотности грунтов методом замещения объема

Для испытания применяют следующее основное и дополнительное оборудование и инструменты: – пескозагрузочный аппарат; – калибровочный сосуд цилиндрической формы с известным объёмом; – сита с размерами квадратных ячеек: 63; 40; 31, 5; 20; 10; 2 и 0, 2 мм; – технические весы с пределом взвешивания 5 и 20 кг; – инструменты для выравнивания поверхности грунта и для углубления лунки (например, металлическая линейка, резец, молоток, ложка и кисть); – посуда для отбора пробы. ГОСТ 28514 90. Строительная геотехника. Определение плотности грунтов методом замещения объема

ГОСТ 28514 90. Строительная геотехника. Определение плотности грунтов методом замещения объема

АППАРАТ С РЕЗИНОВЫМ БАЛЛОНОМ 2 шкала; 3 калиброванный цилиндр; 4 поршень; 5 вода; 6 – лист основания; 7 – резиновый баллон с толщиной стенки 0, 25 0, 50 мм. ГОСТ 28514 90. Строительная геотехника. Определение плотности грунтов методом замещения объема

АППАРАТ С РЕЗИНОВЫМ БАЛЛОНОМ 1 – изъятый грунт ГОСТ 28514 90. Строительная геотехника. Определение плотности грунтов методом замещения объема

ГОСТ 28514 90. Строительная геотехника. Определение плотности грунтов методом замещения объёма

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ И ВЛАЖНОСТИ ГРУНТОВ прибором Ковалёва Транспортное положение Комплектация

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ И ВЛАЖНОСТИ ГРУНТОВ прибором Ковалёва 1 1 – крышка; 2 3 6 2 – замок, запирающий крышку и футляр 3; 6 – трубка поплавка 7; 9 7 9 – дополнительный сосуд

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ И ВЛАЖНОСТИ ГРУНТОВ прибором Ковалёва 1 – крышка; 2 – замок, запирающий крышку и футляр 3; 4 – насадка для вдавливания режущего кольца 10 в грунт; 5 – нож; 6 – трубка поплавка 7; 8 – узел крепления дополнительного сосуда 9; 11 – герметизирующая крышка

Плотномер-влагомер системы инженера Ковалёва Н. П. применяется для ускоренного определения плотности грунта в полевых условиях. С помощью прибора можно определить: а) объёмный вес влажных грунтов r; б) объёмный вес скелета грунтов rd. По полученным данным расчётным путём дополнительно могут быть получены : а) естественная влажность W и коэффициент влажности Kw; б) пористость n и коэффициент пористости e грунтов в естественных условиях; в) полная влагоёмкость Wo; г) предел текучести WL глинистых грунтов по ГОСТ 5180.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ И ВЛАЖНОСТИ ГРУНТОВ прибором Ковалёва На трубке 6 поплавка нанесены четыре шкалы, показывающие результаты определений: шкала Вл – характеризует плотность грунта в естественном сложении и при естественной влажности; шкала Г – плотность скелета глинистого грунта; шкала П – плотность скелета песчаного грунта; шкала Ч – плотность скелета почв в диапазоне от 1, 0 до 2, 2 г/см 3.

РАСЧЁТНЫЕ ФОРМУЛЫ показателей свойств для прибора Ковалёва

МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ ГРУНТОВ

Проницаемость – свойство грунта пропускать жидкость или газ под действием перепада давления или напора ГОСТ 23278 -78. ГРУНТЫ. МЕТОДЫ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ Введен в действие в 1978 году. Переиздание. Июль 1986 года Стандарт распространяется на грунты и устанавливает методы полевых испытаний проницаемости при исследовании их для строительства. Стандарт не распространяется на грунты в мёрзлом состоянии.

Проницаемость характеризуется коэффициентом проницаемости C коэффициент проницаемости, дарси (1 дарси =1, 02× 10 8 см ); Q объёмный расход жидкости, см 3/с; F площадь поперечного сечения, см 2 Dl отрезок пути фильтрации, на котором происходит изменение давления DP, см; DP перепад давления, кгс/см 2; m коэффициент динамической вязкости, с. П (1 с. П = 1, 02× 10 8 кгс×с/см 2)

Переход от коэффициента проницаемости к коэффициенту водопроницаемости (фильтрации) k – коэффициент водопроницаемости (фильтрации), см/с или м/сут; a – коэффициент размерности: при k в см/с – a =1, при k в м/сут – a =864; g – удельный вес воды, кгс/см 3; m (h) – коэффициент динамической вязкости, с. П

МЕТОДЫ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ГРУНТОВ Условия залегания грунтов Условия Методы полевых испытаний преимущественного применения Ниже уровня грунтовых вод или кровли напорного пласта (зона насыщения) Выше уровня грунтовых вод или кровли напорного пласта (зона неполного водонасыщения) ГОСТ 23278 -78. Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости

МЕТОДЫ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ГРУНТОВ Условия залегания Методы полевых испытаний преимущественного грунтов применения Ниже уровня Основной грунтовых вод или кровли напорного пласта Вспомогательные (зона насыщения) Допускаемые к применению

МЕТОДЫ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ГРУНТОВ Условия залегания Методы полевых испытаний преимущественного грунтов применения Откачка воды из Ниже уровня Основной скважины грунтовых вод Нагнетание воды в Скальные трещиноватые или кровли скважины грунты напорного пласта Вспомога. Измерение расхода тельные (зона Слоистые грунты воды в скважине насыщения) (расходометрия) Допускаемые к применению

МЕТОДЫ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ГРУНТОВ Условия залегания Методы полевых испытаний грунтов Откачка воды из Ниже уровня Основной скважины грунтовых вод Нагнетание воды в или кровли скважины напорного пласта Вспомога. Измерение расхода тельные (зона воды в скважине насыщения) (расходометрия) Налив воды в скважины Допускаемые к применению Условия преимущественного применения Скальные трещиноватые грунты Слоистые грунты Полупроницаемые грунты (k менее 1 м/сут) Откачка воды из шурфов В водонасыщенных полупроницаемых грунтах или при высоком уровне грунтовых вод Режимные наблюдения При наличии стационарной сети режимных скважин Индикаторный (трассер) При определении действительной скорости движения подземных вод

МЕТОДЫ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ГРУНТОВ

МЕТОДЫ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ГРУНТОВ Условия залегания грунтов Методы полевых испытаний Выше уровня Основной грунтовых вод или кровли напорного пласта (зона неполного водонасыщения) Вспомогательные Допускаемые к применению Налив воды в шурфы Условия преимущественно го применения - Скальные Нагнетание воды трещиноватые в скважины грунты Нагнетание воздуха в скважины Скальные трещиноватые, песчаные и глинистые грунты

МЕТОДЫ НАЛИВА ВОДЫ В ШУРФЫ

СХЕМЫ ИНФИЛЬТРАЦИИ ВОДЫ ИЗ ЗУМПФА а – при неглубоком залегании менее водопроницаемых или водоупорных пород б – при неглубоком залегании уровня грунтовых вод в – при неглубоком залегании более водопроницаемых или водоупорных пород

Растекание – фактор, осложняющий определение коэффициента фильтрации неводоносных пород опытными наливами: • слабое – галечники, щебень, крупнозернистые пески, интенсивное – глины и суглинки; • ограничение влияния растекания на результаты – а) применение специальной схемы опытной установки , б) учёт в расчётных формулах.

ИЗМЕНЕНИЕ ФОРМЫ И ОБЪЁМА ЗОНЫ УВЛАЖНЕНИЯ ГРУНТОВ ВО ВРЕМЕНИ ПРИ ИНФИЛЬТРАЦИИ ВОДЫ ИЗ ЗУМПФА а – песчаные породы б – глинистые породы 1 – граница увлажнения через t 1; 2 – то же через t 2; l 1 и l 2 – глубина просачивания воды (путь фильтрации) за время t 1 и t 2

ВЫСОТА КАПИЛЛЯРНОГО ПОДНЯТИЯ В ГРУНТАХ РАЗЛИЧНОГО СОСТАВА

При проведении испытаний в зоне неполного водонасыщения (зоне аэрации) необходимо учитывать: • литологическое строение и мощность зоны от земной поверхности до уровня грунтовых вод; • величину капиллярного вакуума (давления); • характер распределения влажности грунта по вертикали; • особенности структуры грунта; • наличие ходов землероев; • особенности рельефа земной поверхности; • конструкции инфильтрометров.

СХЕМЫ ДВИЖЕНИЯ ВОДЫ ПРИ ИСПЫТАНИИ ГРУНТОВ ЗОНЫ АЭРАЦИИ НА ИНФИЛЬТРАЦИЮ а – по методу А. К. Болдырева б – по методу Н. С. Нестерова

МЕТОД БОЛДЫРЕВА Метод разработан на основе двух предположений: 1) горизонтальное сечение потока, инфильтрующегося из шурфа, не изменяется с глубиной и равно горизонтальному сечению шурфа, т. е. растекания нет; 2) при небольшой глубине просачивания, соответствующей стабилизации расхода воды из шурфа, и малой толщине слоя воды в шурфе напорный градиент потока, инфильтрующегося из шурфа, близок к единице, и скорость инфильтрации может быть численно приравнена к коэффициенту фильтрации k.

Метод не учитывает • растекание потока и • влияние капиллярных сил, поэтому его можно применять только в сильно водопроницаемых изотропных породах: • крупнозернистых песках; • гравийно галечниковых отложениях; • породах зоны выветривания скальных массивов, характеризующихся относительно равномерной беспорядочной трещиноватостью.

УСТАНОВКА ДЛЯ ОПЫТА ПО МЕТОДУ БОЛДЫРЕВА

РАСЧЁТНЫЕ ФОРМУЛЫ ПО МЕТОДУ БОЛДЫРЕВА Q – установившийся расход, м 3/сут; F – фильтрующая площадь, м 2. – для зумпфа с закреплёнными стенками – для зумпфа с фильтрующими стенками d – диаметр зумпфа, м; Н 0 – высота столба воды в зумпфе, м (обычно 0, 1 м)

МЕТОД НЕСТЕРОВА Метод основан на следующем предположении: при инфильтрации воды из двух цилиндров, расположенных концентрически и заполненных водой на одинаковую высоту, на растекание расходуется вода из внешнего цилиндра, поток воды из внутреннего цилиндра направлен строго вниз. Поскольку растекания потока не происходит, он имеет постоянное сечение, равное сечению цилиндра, а линии токов взаимно параллельны и вертикальны.

МЕТОД НЕСТЕРОВА В этих условиях при установившемся расходе воды из внутреннего цилиндра и малой высоте столба воды в нём можно приравнять градиент инфильтрационного потока из внутреннего цилиндра к единице, а скорость инфильтрации – к коэффициенту фильтрации

ПРИБОР ПВН-00 Инфильтрометры – 400 см 2 и 1600 см 2 Сосуды Мариотта – 6 л

РАСЧЁТНАЯ ФОРМУЛА ПО МЕТОДУ НЕСТЕРОВА Q – установившийся расход, м 3/сут; F – фильтрующая площадь, м 2; h – глубина просачивания воды во время опыта, м; Н 0 – высота столба воды в зумпфе, м; Нк – высота капиллярного поднятия, м

В составе испытаний должно быть: • исследование скважинами или шурфами толщи грунта, • её геологическая документация, • отбор проб грунта для лабораторных исследований из каждого выделенного слоя, но не реже, чем через 0, 5 м. Испытание надлежит проводить при постоянном напоре воды по технологическим схемам: 1) установившегося движения воды; 2) неустановившегося движения воды. Проведение испытания по схеме неустановившегося движения воды допускается при свободном понижении уровня и постоянном расходе воды. ГОСТ 23278 -78. Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости

Подготовка к испытанию: – устройство в шурфе зумпфа глубиной не менее 20 см с разравниванием дна и удалением кольматирующего материала; – установка инфильтрометра с вдавливанием его на глубину не более 2, 5 см; – устройство подушки на дне зумпфа из песка, мелкого гравия или другого хорошо проницаемого материала слоем 1 2 см; – установка питающих и резервных ёмкостей с водой; проверка непосредственно перед началом испытаний работы системы питания; – подготовка оборудования для бурения скважины и средств для отбора проб грунта на влажность. ГОСТ 23278 -78. Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости

При проведении испытания надлежит выполнить следующие основные операции: – заполнение инфильтрометра водой слоем не менее 10 см с фиксацией начала испытаний в журнале; – непрерывная подача воды для поддержания заданного уровня или расхода; – замер уровня и расхода поступающей в инфильтрометр воды; – контроль за работой измерительной аппаратуры и ведение журнала испытаний с фиксацией изменений природной обстановки; – прекращение налива; – бурение скважин (после окончания налива): а) для отбора проб грунта на влажность, б) определения глубины промачивания. ГОСТ 23278 -78. Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости

Измерение расхода воды следует производить через 10 мин в течение первого часа, через 20 мин в течение второго часа, через 30 мин в течение третьего часа и далее через 60 мин до окончания испытания. Расход воды следует считать установившимся, если в течение последних 6 ч не наблюдаются уменьшения и отклонения измеренных за этот период значений более 10% от средней величины. Для определения глубины промачивания допускается использовать радиометрические способы. ГОСТ 23278 -78. Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости

СХЕМА ОПЫТНОГО НАЛИВА ВОДЫ В СКВАЖИНУ по методу В. М. Насберга Условия применения: 1) однородные грунты; 2) T ≥ h 3) 50 < h / r < 200 Q – установившийся расход воды, м 3/сутки; h – высота столба воды в скважине, м; r – радиус скважины, м.

МЕТОД НАГНЕТАНИЯ ВОДЫ В СКВАЖИНЫ

СХЕМА ОПЫТНОГО НАГНЕТАНИЯ ВОДЫ В СКВАЖИНУ 1 – манометр; 2 – рабочая колонна труб; 3 – тампон; l – длина опытного интервала.

При инженерно геологических исследованиях метод нагнетания наиболее часто применяется: 1) для получения характеристики и оценки степени водопроницаемости, трещиноватости или закарстованности скальных и полускальных грунтов: • при выборе места расположения проектируемой плотины, туннеля; • с целью обоснования компоновки сооружений на строительной площадке, глубины их врезки; • при необходимости осуществления противофильтрационных мероприятий и их параметров (длина по простиранию, глубина врезки и т. д. ) и др. ;

При инженерно геологических исследованиях метод нагнетания наиболее часто применяется: 2) для установления пространственной изменчивости водопроницаемости, трещиноватости или закарстованности грунтов, • глубины залегания практически водонепроницаемых (водоупорных) пород, • выявления зон и горизонтов с аномально высокой водопроницаемостью и т. д. ; 3) для оценки качества выполненных работ по искусственному улучшению свойств грунтов, например, при устройстве противофильтрационной цементной завесы.

Согласно ГОСТ 23278 78 метод нагнетания воды в скважины следует применять для определения: 1) относительной водопроницаемости грунтов в массиве; 2) изменения водопроницаемости грунтов под воздействием фильтрации вследствие напора, создаваемого водоподпорными сооружениями. Нагнетание воды следует производить в вертикальные и наклонные скважины диаметром 50 -250 мм на участках (интервалах), изолированных тампонами или другими уплотнительными устройствами. ГОСТ 23278 78. Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости

Полевые методы изучения трещиноватости 1. Определение параметров трещиноватости прямыми методами. 2. Оценка трещиноватости косвенными (геофизическими) методами.

Инженерно геологические изыскания представляют собой комплекс методов, который позволяет получить необходимую и достаточную информацию обо всех компонентах инженерно-геологических условий территорий • для разработки экономически целесообразных и технически обоснованных решений при проектировании и строительстве объектов с учетом рационального использования и охраны природной среды, а также • для составления прогноза изменений природной среды под воздействием строительства и эксплуатации предприятий, зданий и сооружений.

ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ КАПИЛЛЯРНОГО ДАВЛЕНИЯ В ГРУНТАХ РАЗЛИЧНОГО СОСТАВА, МПа

ИЗМЕНЕНИЕ РАСХОДА Q И ОБЩЕГО ОБЪЁМА ВОДЫ V ВО ВРЕМЕНИ ПРИ ИСПЫТАНИЯХ ГРУНТОВ НА ИНФИЛЬТРАЦИЮ

В составе испытаний должно быть: • исследование скважинами или шурфами толщи грунта, • её геологическая документация, • отбор проб грунта из каждого выделенного слоя, но не реже, чем через 0, 5 м. В результате лабораторных исследований должны быть определены: объёмный вес, пористость, влажность, полная влагоёмкость и гранулометрический состав грунта (для песков). Испытание методом налива воды в шурфы следует выполнять в однородных по литологическому составу и плотности сложения грунтах. ГОСТ 23278 -78. Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости

Испытание надлежит проводить при постоянном напоре воды по технологическим схемам: 1) установившегося движения воды – до стабилизации расхода воды при условии, что глубина промачивания в период проведения испытаний не должна достигать капиллярной каймы грунтовых вод или границы слоя грунта с иной водопроницаемостью; 2) неустановившегося движения воды – без необходимости стабилизации расхода воды и ограничения глубины промачивания. Проведение испытания по схеме неустановившегося движения воды допускается при свободном понижении уровня и постоянном расходе воды. ГОСТ 23278 -78. Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости