2 апреля 2015 г МЕТОД НАГНЕТАНИЯ ВОЗДУХА В

Скачать презентацию 2 апреля 2015 г МЕТОД НАГНЕТАНИЯ ВОЗДУХА В

2015_11-12_Нагнетание_воздуха+Деформируемость.pptx

Количество слайдов: 136

2 апреля 2015 г. МЕТОД НАГНЕТАНИЯ ВОЗДУХА В СКВАЖИНЫ

Метод рекомендуется: • для определения фильтрационных характеристик трещиноватых, рыхлых и некоторых типов связных горных пород, • для расчленения необводненных пород по степени их водопроницаемости.

Применение для нагнетаний воздуха: • исключает необходимость учёта гравитационных и капиллярных сил, • резко снижает кольматацию пор и трещин в процессе опыта, • даёт возможность проведения опытов в отсутствие воды. Сущность опытов сводится: • к обеспечению подачи определенного количества воздуха через бурильные трубы в испытуемый интервал, • к осуществлению наблюдений за распространением нагнетаемого воздуха в пласте через систему наблюдательных скважин.

Испытание методом нагнетания воздуха следует производить по технологической схеме: • одиночной - в простых гидрогеологических условиях; на ранних стадиях изысканий; • кустовой - в сложных гидрогеологических условиях; для ответственных объектов при необходимости получения данных высокой точности. При кустовой схеме испытания наблюдательные пьезометры необходимо располагать на расстоянии от центральной скважины: первый пьезометр - не менее 1, 0 м; последний пьезометр - не более 8, 0 м. ГОСТ 23278 -78. Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости

Нагнетание воздуха для определения проницаемости грунта следует проводить с постоянной величиной расхода или с постоянной величиной давления, в зависимости от принятой расчётной схемы. Нагнетание воздуха необходимо проводить в пусковой интервал скважины, изолированный сверху и снизу от остальной части ствола уплотнительными устройствами. Длину пусковых интервалов следует принимать в зависимости от расчётной схемы с учётом литологического состава грунтов, их фильтрационной однородности и мощности отдельных прослоев, но не менее 1 м. ГОСТ 23278 -78. Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости

Комплект оборудования: • источник сжатого воздуха; • устройства для нагнетания, распределения сжатого воздуха и регулирования его расхода и давления; • устройства для измерения расхода, давления и температуры сжатого воздуха; • уплотнительное устройство для изоляции пускового интервала центральной скважины и пьезометра наблюдательной скважины; • устройство для автоматического запора сжатого воздуха в пусковом интервале опытной скважины; • устройство для контроля герметизации нагнетательной и измерительных магистралей. ГОСТ 23278 -78. Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости

Схема установки для нагнетания воздуха в скважину должна обеспечивать измерение следующих параметров сжатого воздуха: • расхода воздуха, нагнетаемого в скважину; • давления воздуха в системе измерения расхода в пусковом интервале и в рабочих частях пьезометров; • температуры воздуха в пусковом интервале и в системе измерения расходов. ГОСТ 23278 -78. Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости

Испытание надлежит проводить не менее чем при трёх ступенях расхода или давления воздуха и в этом случае необходимо принимать следующие ступени давления: • I - 0, 3 кгс/см 2; • II - 0, 6 кгс/см 2; • III - 0, 9 кгс/см 2. Дальнейшее увеличение давления воздуха следует осуществлять ступенями по 0, 3 кгс/см 2 до максимального - 1, 5 кгс/см 2. В неустойчивых грунтах или при расходах воздуха, превышающих пределы измерения прибора, давление воздуха на каждой ступени следует уменьшить в 10 раз. ГОСТ 23278 -78. Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости

Испытания следует проводить по стабилизации расхода или давления воздуха на каждой ступени при времени стабилизации не менее 30 мин. Стабилизацию расхода или давления воздуха следует считать достигнутой, если их изменения в процессе испытания не превысят 1% от измеряемой величины. Продолжительность испытания по кустовой и одиночной схемам следует определять числом ступеней испытания и его длительностью на каждой ступени. Продолжительность испытания по кустовой схеме должна быть не менее 8 ч, по одиночной - не менее 1 ч. ГОСТ 23278 -78. Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости

Для контроля хода нагнетания и текущей интерпретации его результатов строятся графики: • изменения давления воздуха во времени в центральной скважине и пьезометрах p = f(t); • расхода в центральной Q = f(t); • зависимости расхода воздуха для пускового интервала опытной скважины от давления в пусковом интервале Q = f(p). ГОСТ 23278 -78. Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости

На основе обработки результатов опытных нагнетаний воздуха и учёта перехода от характеристик воздуха к воде определяются: • коэффициенты фильтрации и пьезопроводности; • величина активной пористости (пустотности) пород; • фильтрационная анизотропия. ГОСТ 23278 -78. Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости

МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ДЕФОРМАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ГРУНТОВ

ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. МЕТОДЫ ПОЛЕВОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЧНОСТИ И ДЕФОРМИРУЕМОСТИ

Методы полевого определения характеристик деформируемости грунтов для немёрзлых грунтов: • испытание штампом, • испытание радиальным прессиометром, • испытания прессиометром с секторным приложением нагрузки, • испытание лопастным прессиометром, • испытание плоским дилатометром для мёрзлых грунтов: • испытание горячим штампом. ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

СХЕМЫ ИСПЫТАНИЙ ГРУНТА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ДЕФОРМИРУЕМОСТИ а — плоским штампом в шурфе или дудке; б — плоским штампом в забое буровой скважины; в — винтовым штампом ниже забоя буровой скважины; г — винтовым штампом в массиве ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

СХЕМЫ ИСПЫТАНИЙ ГРУНТА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ДЕФОРМИРУЕМОСТИ д — радиальным прессиометром; е — лопастным прессиометром в стенке скважины; ж — лопастным прессиометром ниже забоя буровой скважины; з — лопастным прессиометром в массиве; ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

СХЕМЫ ИСПЫТАНИЙ ГРУНТА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ДЕФОРМИРУЕМОСТИ и — плоским дилатометром; к — самозабуривающимся лопастным прессиометром в скважине; л — самозабуривающимся лопастным прессиометром в скважине с обсадной трубой ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

МЕТОДЫ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ШТАМПОМ

Испытание грунта штампом проводят для определения следующих характеристик деформируемости: • модуля деформации (Е) для крупнообломочных грунтов, песков, глинистых, органоминеральных и органических грунтов; • начального просадочного давления (psi), относительной деформации просадочности (εsl) для просадочных глинистых грунтов при испытании с замачиванием, кроме набухающих и засолённых грунтов при испытании с замачиванием. ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

В состав установки для испытания грунта штампом входят: 1 — штамп 2 — устройство для создания и измерения нагрузки на штамп 3 — анкерное устройство 4 — устройство для измерения осадок штампа ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

УДПШ-600 (установка диафрагмовая пневматическая штамповая, S=600 см 2)

ШТАМП площадью 22 500 см 2

ПРОГИБОМЕР

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОСАДОК ШТАМПА

Штампы должны быть жёсткими, круглой формы, следующих типов: I — с плоской подошвой площадью 2 500 и 5 000 см 2; II — с плоской подошвой площадью 1 000 см 2 с кольцевой пригрузкой по площади, дополняющей площадь штампа до 5 000 см 2; III — с плоской подошвой площадью 600 см 2; IIIа — с плоской подошвой площадью 600 см 2 и встроенным зачистным устройством; IV — винтовой штамп площадью 600 см 2. ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ШТАМПОВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ШТАМПОВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ Грунты Положение Штамп штампа Глубина Место относительно испытания, проведения уровня м испытания Тип Площадь, подземных вод см 2 Крупнообломочные Пески плотные и средней плотности Глины и суглинки с IL 0, 25; супеси с IL 0 На уровне подземных вод и выше По всей толще В котловане, шурфе, дудке I I II 5000 2500 1000 Пески рыхлые; глины и суглинки с IL > 0, 25; супеси с IL>0 Органо-минеральные и органические На уровне подземных вод и выше По всей толще В котловане, шурфе, дудке I II 5000 1000 Просадочные при испытаниях Выше уровня с замачиванием подземных вод По всей толще В отловане, к шурфе, дудке I 5000 III 600 Крупнообломочные; пески плотные; глины и суглинки с IL 0, 5; супеси c IL 0 На уровне подземных вод и выше > 6 В забое скважины ГОСТ 20276 -99. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

ВИНТОВОЙ ШТАМП При испытаниях ниже забоя скважины в массиве без бурения скважины Диаметр лопасти D 27, 7 Толщина лопасти t 1 1 Шаг лопасти а 5 8 Размеры, см Диаметр ствола d на высоте 60 см выше лопасти на остальной высоте 8, 9 7, 3— 11, 4 12, 7— 21, 9 7, 3— 11, 4 1 — ствол; 2 — одновитковая лопасть ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ В ГРУНТЕ ПОД ШТАМПОМ (изобары напряжений)

ЗАВИСИМОСТЬ ОСАДКИ ШТАМПА (S) ОТ ВРЕМЕНИ (t) ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СТУПЕНЯХ ДАВЛЕНИЯ

Грунты Крупно- обломочные Пески крупные Пески средней крупности Коэффициент водонасыщения ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ Ступени давления Δр , МПа, при плотности сложения грунтов плотные средней плотности рыхлые Время условной стабилизации деформации t, ч Sr 1, 0 0, 1 0, 5 Sr 1, 0 0, 1 0, 05 0, 025 0, 5 1, 0 0, 01 1, 0 2, 0 Sr 0, 5 < Sr l, 0 Пески мелкие Sr 0, 5 и 0, 5 < Sr пылеватые l, 0 0, 1 0, 05 0, 025

ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ Ступени давления Δр, МПа, при коэффициенте пористости е 0, 5 < е 0, 8 < е 1, 1 е >1, 1* Время условной стабилизации деформации t, ч IL 0, 25 0, 1 0, 05 1 0, 25 < IL 0, 75 0, 1 0, 05 0, 025 2 0, 75 < IL 1 0, 05 0, 025 0, 01 2 IL > 1 0, 05 0, 025 0, 01 3 Грунты Глинистые с показателем текучести: * При коэффициенте пористости е > 1, 1 время условной стабилизации увеличивается на 1 ч.

ЗАВИСИМОСТЬ ОСАДКИ ШТАМПА (S) ОТ ДАВЛЕНИЯ (Р) (ГОСТ 202762012) v — коэффициент Пуассона: 0, 27 — для крупнообломочных грунтов; 0, 30 — для песков и супесей; 0, 35 — для суглинков; 0, 42 — для глин; Кр — коэффициент, принимаемый в зависимости от заглубления штампа h/D; h — глубина расположения штампа относительно поверхности грунта, см; D — диаметр штампа, см; К 1 — коэффициент, принимаемый равным 0, 79 для жесткого круглого штампа; Δр — приращение давления на штамп, МПа, равное (Рn-Р 0); ΔS — приращение осадки штампа, соответствующее Δр, см

ФОРМУЛА БУСИНЕСКА

ФОРМУЛА ШЛЕЙХЕРА

ФОРМУЛА НИИ ОСНОВАНИЙ

РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ модуля деформации Е

ЗАВИСИМОСТЬ ОСАДКИ ШТАМПОВ ОТ ИХ РАЗМЕРОВ (Press, 1930) суглинки

ЗАВИСИМОСТЬ ОСАДКИ ШТАМПОВ ОТ ИХ РАЗМЕРОВ (Press, 1930) пески

НЕДОСТАТКИ ИСПЫТАНИЙ ШТАМПАМИ III и IV типа 1 – неполный контакт между поверхностью штампа и грунтом; 2 – расклинивающее действие лопасти; 3 – влияние начального напряженного состояния, возникающего при проходке выработки

ШТАМП ШП 20 с гидравлической нагрузочной системой (Геотест) S = 2500 (5000) см 2 http: //www. geotest. ural. ru/d_shp 20. htm

ВИНТОВОЙ ШТАМП ШВ 60 с пневматической нагрузочной системой (Геотест) http: //www. geotest. ural. ru/cgi/imgs. pl? b_shw 60 n

ШТАМПЫ ДЛЯ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ГРУНТОВ ОАО ПНИИИС / Инженерные изыскания. 2012. № 1

СХЕМЫ ИСПЫТАНИЙ ГРУНТА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ДЕФОРМИРУЕМОСТИ ПРЕССИОМЕТРАМИ д — радиальным прессиометром; е — лопастным прессиометром в стенке скважины; ж — лопастным прессиометром ниже забоя буровой скважины; з — лопастным прессиометром в массиве; ГОСТ 20276 -99. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

МЕТОД ИСПЫТАНИЯ РАДИАЛЬНЫМ ПРЕССИОМЕТРОМ

ПРЕССИОМЕТР ПЭВ-89 (ЗАО «Геотест» )

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА РАДИАЛЬНОГО ПРЕССИОМЕТРА 1 – рабочая камера прессиометра; 2 – пригрузочные камеры; 3 – шланги напорные для подачи воды или газа в рабочую и пригрузочные камеры; 4 – стенка скважины

СХЕМА ПРЕССИОМЕТРА конструкции ВСЕГИНГЕО (ИГП-21)

СХЕМА ПРЕССИОМЕТРА конструкции Л. Менара

ПРЕССИОМЕТР ПЭВ-89 (ЗАО «Геотест» )

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРЕССИОМЕТРОВ

ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ (ступени давления) • до момента соприкосновения оболочки зонда со стенками скважины – по 0, 025 МПа • в процессе испытаний – как при испытаниях штампом

ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ Грунты Режим испытания Время условной стабилизации деформации t, мин Пески со степенью влажности: Sr 0, 8 Sr>0, 8 Глинистые с показателем текучести: IL 0, 25 15 Медленный (для зданий и сооружений I уровня ответственности) 30 30 IL>0, 25 60 Органо-минеральные и органические 90 Пески Глинистые Органо-минеральные и органические Быстрый (. . . II и III уровня ответственности) 3 6 10 Примечания 1 При испытаниях искусственно уплотненных, насыпных и намывных фунтов время условной стабилизации деформации должно назначаться так же, как и для соответствующих типов песчаных и глинистых фунтов в зависимости от степени влажности и показателя текучести. 2 При применении прессиометров с погрешностью измерения перемещений меньше 0, 1 мм в соответствии с 6. 2. 5 время условной стабилизации деформации уменьшается пропорционально увеличению точности измерения перемещения стенки скважины.

ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ (отсчёты) Режим испытания Грунты медленный быстрый Пески Через 5 мин в течение первых 15 мин, далее — через 15 мин Через 1 мин в течение первых 3 мин, далее — через 3 мин Глинистые Через 10 мин в Через 2 мин в течение первых 30 мин, первых 6 мин, далее — через 30 мин через 6 мин Органо-минеральные и Через 15 мин в Через 2 мин в течение органические течение первых 60 мин, первых 10 мин, далее — через 30 мин — через 10 мин

ЗАВИСИМОСТЬ ДЕФОРМАЦИЙ ГОРНЫХ ПОРОД ОТ ДЕЙСТВУЮЩЕЙ НАГРУЗКИ ПРЕССИОМЕТРИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЯХ

ЗАВИСИМОСТЬ ДЕФОРМАЦИЙ ГОРНЫХ ПОРОД ОТ ДЕЙСТВУЮЩЕЙ НАГРУЗКИ ПРЕССИОМЕТРИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЯХ ОА – расширение камеры прессиометра до соприкосновения со стенками скважины; АВ – обжатие неровностей поверхности стенок скважины; ВС – уплотнение породы под действием бокового давления (фаза уплотнения пород); CD – заметное развитие сдвигов в породе (фаза заметного разрушения породы)

РАСЧЁТНАЯ ФОРМУЛА МОДУЛЯ ДЕФОРМАЦИИ Кr — корректирующий коэффициент «штамп – прессиометр» ; r 0 — радиус скважины, равный (rрт + Δr 0); rрт — радиус прессиометра, см; Δr 0 — приращение радиуса прессиометра, соответствующее р1, см; Δр — приращение давления на стенку скважины между двумя точками, взятыми на осредняющей прямой, МПа; Δr — приращение перемещения стенки скважины (по радиусу), соответствующее (Δр), см.

МЕТОД ИСПЫТАНИЯ ЛОПАСТНЫМ ПРЕССИОМЕТРОМ

ПРЕССИОМЕТР ЛПМ-14 конструкции Л. С. Амаряна

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ЛОПАСТНОГО ПРЕССИОМЕТРА

НАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО И СИСТЕМА РЕГИСТРАЦИИ ДЕФОРМАЦИЙ ПРЕССИОМЕТРА ЛПМ-14

РАСЧЁТНАЯ ФОРМУЛА МОДУЛЯ ДЕФОРМАЦИИ Кl — корректирующий коэффициент «штамп – прессиометр» ; v — коэффициент Пуассона; b — ширина штампа-лопасти, см; ω — коэффициент, принимаемый в зависимости от отношения l/b; Δр — приращение давления на штамп-лопасть между двумя точками, взятыми на осредняющей прямой, МПа; Δu — приращение перемещения штампа-лопасти, соответствующее (Δр), см.

МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ ГРУНТОВ

Общие требования к полевым испытаниям грунтов, оборудованию и приборам, подготовке площадок и выработок для испытаний приведены в ГОСТ 30672

Установки, приборы и оборудование для испытаний грунтов должны быть сертифицирован. Оборудование, выпускаемое в опытном варианте, должно иметь паспорт и инструкцию по эксплуатации ГОСТ 30672 -2012. Грунты. Полевые испытания. Общие положения

ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. МЕТОДЫ ПОЛЕВОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЧНОСТИ И ДЕФОРМИРУЕМОСТИ Введен в действие с 1 июля 2013 г. Методы полевого определения характеристик прочности грунтов для немёрзлых грунтов: • срез целиков грунта, • вращательный срез

МЕТОДЫ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ НА СРЕЗ В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ (срез целиков грунта)

Испытания грунта на срез производят для определения прочностных характеристик: • угла внутреннего трения j (град. ), • удельного сцепления С (МПа) Срез целика грунта осуществляется: • по плоскости, фиксированной относительно поверхности горной выработки, • постепенно возрастающей касательной нагрузкой • при одновременной передаче на целик грунта нормальной нагрузки к плоскости среза. ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

Модель испытания грунтов на сдвиг – нормальное напряжение в плоскости среза, МПа – сопротивление грунта сдвигу, МПа

Для испытания целиков грунта на срез следует применять установки, состоящие из следующих основных узлов: • колец с внутренним диаметром D≥ 200 мм и высотой Н=(1/3÷ 1/2)D, мм. Размер включений не должен превышать 1/5 диаметра образца; • жёстких штампов с площадью, соответствующей диаметру кольца; • механизмов для создания нормальной и касательной нагрузок; • измерительной системы для определения величин нагрузок и деформаций сжатия и среза целика грунта. ГОСТ 20276 -99. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

СХЕМА СДВИГОВОЙ УСТАНОВКИ КОНСТРУКЦИИ «Урал. ТИСИЗа» 1 – распорная несущая рама; 2 – упоры с ножами; 3 – обойма с грунтом; 4 – каретка; 5 – распорный винт; 6 – домкраты; 7 – стержень; 8 – шарик; 9 – динамометры; 10 – полумесяц; 11 – стальной трос

ПОЛЕВАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТОВ ПУТЕМ СДВИГА ЦЕЛИКА 1 — целик горных пород; 2 — рабочая коробка установки; 3 — гидравлический домкрат для создания сдвигающих усилий; 4 — штамп; 5 — гидравлический домкрат для передачи уплотняющих давлений; 6 — плоская шариковая обойма; 7 — индикатор для измерения деформаций сдвига; 8 — упорная балка; 9 — анкерные сваи.

ТРЕХСЕКЦИОННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТОВ НА СДВИГ КОНСТРУКЦИИ ГПИ «ФУНДАМЕНТПРОЕКТ» 1 — рабочая коробка установки; 2 — штамп; 3 — упор съемный; 4 — гидравлический домкрат; 5 — упорная балка; 6 — анкерные сваи; 7 — упорная плита

Допускаются испытания крупногабаритного монолита, отделённого от массива, в крупногабаритной срезной установке по типу лабораторного срезного прибора по ГОСТ 12248. ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

СДВИГОВАЯ УСТАНОВКА СУ-2 1 — кольцо 2 — жёсткий штамп 3 — устройства для создания нормальной и касательной нагрузок 4 — измерительная система

СДВИГОВАЯ УСТАНОВКА СУ-2

МОБИЛЬНАЯ СДВИГОВАЯ УСТАНОВКА МСУ (МГУ им. М. В. Ломоносова и ВНИИПИ «Промтехнологии» )

Конструкции установок должны обеспечивать возможность: 1) передачи нормальной нагрузки центрально на штамп по оси целика грунта; 2) передачи касательной 2) нагрузки в плоскости, перпендикулярной к приложению нормальной нагрузки; при этом касательная нагрузка должна быть приложена в плоскости среза или выше ее на расстоянии не более 30 мм;

Конструкции установок должны обеспечивать возможность: 3) передачи нормальной и 3) касательной нагрузок ступенями или в виде непрерывно возрастающей нагрузки с постоянной скоростью; 4) тарировки измерительных 4) приборов и установления поправок на преодоление трения при перемещении кольца (целика) относительно неподвижной части установки

Подготовка к испытанию целиков грунта на срез в пройденной выработке выполняется в следующем порядке: • вырезают целик грунта с помощью кольца; • устанавливают анкерные устройства; • устанавливают устройства для приложения и измерения нормальной и касательной нагрузок; • устанавливают измерительную систему для определения деформаций сжатия и среза целика грунта. ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

Вырезку целика грунта следует производить постепенным вдавливанием кольца (вручную или с помощью домкрата) с подрезкой грунта вокруг кольца. ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

Вдавливание кольца должно производиться без перекосов, центрируя его по заранее намеченной оси симметрии целика. ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

Для установки штампа после вырезки целика грунт в кольце надлежит выровнять и затем на выровненную поверхность укладывать слой маловлажного песка (мелкого или средней крупности) толщиной 1 -2 см для глинистых грунтов и 3 см - для крупнообломочных грунтов. ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

В нижней части целика между торцом кольца и поверхностью выработки должен быть оставлен зазор высотой 1 - 2 см, по которому проходит плоскость среза; во избежание нарушения природного состояния грунта зазор устраивается непосредственно после окончания монтажа установки. ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

Испытания на срез можно проводить для следующих состояний грунта: а) природного сложения и природной влажности; б) насыпных и намывных грунтов независимо от влажности; в) крупнообломочных грунтов нарушенного сложения с заданными значениями плотности и влажности природного сложения с замачиванием до полного водонасыщения ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

Для глинистых грунтов при наличии в исследуемом массиве плоскостей скольжения и трещиноватости по специальному заданию могут быть проведены испытания по подготовленной плоскости среза: а) по способу "плашек"; б) по способу повторного среза. ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

Грунты, в которых не может быть вырезан целик ненарушенного сложения или которые выдавливаются в процессе испытания в зазор между кольцом и поверхностью выработки, испытывать методами, предусмотренными настоящим стандартом, не допускается. ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

Методы испытаний на срез целиков грунта: • консолидированный срез; • неконсолидированный срез. Метод консолидированного среза следует применять для определения характеристик грунтов в условиях стабилизированного состояния: • крупнообломочных и песчаных; • глинистых с показателем текучести IL < 1. Метод неконсолидированного среза следует применять для определения характеристик прочности водонасыщенных глинистых грунтов (при Sr > 0, 85) с показателем текучести IL 0, 5 в нестабилизированном состоянии. ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

МЕТОД КОНСОЛИДИРОВАННОГО СРЕЗА Нормальные давления, МПа Ступени давлений, МПа 0, 1; 0, 3; 0, 5 0, 1; 0, 2; 0, 3 0, 05 Песчаные: пески средней крупности и мелкие рыхлые; пылеватые независимо от плотности Глинистые с показателем консистенции 0, 5 < IL 0, 75 0, 10; 0, 15; 0, 20 0, 025 до 0, 1 Органо-минеральные и органические грунты 0, 05; 0, 01; 0, 15 0, 025 Вид и состояние грунта Крупнообломочные Песчаные: пески гравелистые, крупные и средней крупности плотные Глинистые с показателем IL 0 Песчаные: пески гравелистые и крупные средней плотности и рыхлые; средней крупности и средней плотности; мелкие плотные и средней плотности Глинистые с показателем консистенции 0 < IL 0, 5

Каждую ступень давления при предварительном уплотнении необходимо выдерживать не менее: • для крупнообломочных грунтов и песков — 5 мин; • для глинистых грунтов — 30 мин ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

Конечную ступень при предварительном уплотнении выдерживают до условной стабилизации деформации сжатия целика грунта – деформация образца 0, 05% за время, зависящее от гранулометрического состава, степени влажности и показателя консистенции: • для песков – 30 -60 мин; • для глинистых грунтов – 60 -120 мин ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

КРИТЕРИИ УСЛОВНОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ДЕФОРМАЦИЙ ПРИ КОНСОЛИДИРОВАННОМ СРЕЗЕ (0, 05% за время t) время Вид и состояние грунтов Песчаные: пески гравелистые, крупные независимо от влажности; средней крупности и мелкие со степенью влажности G ≤ 0, 5 Песчаные: пески средней крупности и мелкие со степенью влажности 0, 5 < G ≤ 1, 0; Пылеватые с G ≤ 0, 5 Глинистые с показателем консистенции IL ≤ 0, 25 Песчаные: пески пылеватые со степенью влажности 0, 5 < G ≤ 1, 0 Глинистые с показателем консистенции 0, 25 < IL ≤ 0, 75 Время условной стабилизации деформаций, мин сжатия среза 30 1 60 3 120 5

ДЕФОРМИРОВАНИЕ АРГИЛЛИТА В ПРОЦЕССЕ СДВИГА (образец № 5, s = 0, 3 МПа)

ЗАВИСИМОСТЬ СДВИГАЮЩЕГО НАПРЯЖЕНИЯ ОТ ДЕФОРМАЦИИ СРЕЗА (образец № 5, s = 0, 5 МПа)

МЕТОД НЕКОНСОЛИДИРОВАННОГО СРЕЗА Испытания по методу неконсолидированного среза выполняются без предварительного уплотнения. Нормальные давления, при которых будут производить срез целиков грунта, необходимо передать в одну ступень. Грунты Нормальное давление р, МПа Глинистые и органо-минеральные грунты с показателем текучести IL<1, 0 0, 05; 0, 15 IL 1, 0 0, 025; 0, 075; 0, 125 ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

МЕТОД НЕКОНСОЛИДИРОВАННОГО СРЕЗА В случаях, если при указанных величинах нормальных давлений будет происходить выдавливание грунта в зазор между кольцом и поверхностью выработки, испытание необходимо повторить на других целиках при меньшем давлении. ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

МЕТОД НЕКОНСОЛИДИРОВАННОГО СРЕЗА Срез целика грунта надлежит осуществлять не более 5 мин. с момента окончания приложения нормальной нагрузки. При передаче касательной нагрузки ступенями, не превышающими 10% нормального давления, при котором производят срез, приложение ступеней должно следовать через каждые 15 -30 с. При передаче касательной нагрузки в виде непрерывно возрастающей скорость среза следует принимать в интервале 5 -20 мм/мин так, чтобы испытание было закончено в течение указанного времени. ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

ЗАВИСИМОСТЬ СДВИГАЮЩЕГО УСИЛИЯ (t) ОТ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБОЙМЫ ( l) И НОРМАЛЬНОЙ НАГРУЗКИ (s). ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

Значения прочностных характеристик грунта - угла внутреннего трения j и удельного сцепления C следует устанавливать по величинам сопротивления грунтов срезу t, относящимся к одному инженерно-геологическому элементу (слою) в соответствии с ГОСТ 20522 -2012, по уравнению t и s - соответственно касательная и нормальная нагрузки к плоскости среза, МПа ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

Величину t следует определять не менее чем при трёх различных значениях s для • однородного по строению и составу грунта • при испытании его в одной и той же выработке • и на одной глубине. ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

ТРЁХСЕКЦИОННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТОВ НА СДВИГ КОНСТРУКЦИИ ГПИ «ФУНДАМЕНТПРОЕКТ» 1 — рабочая коробка установки; 2 — штамп; 3 — упор съёмный; 4 — гидравлический домкрат; 5 — упорная балка; 6 — анкерные сваи; 7 — упорная плита

СДВИГОВАЯ УСТАНОВКА СУ-1

МЕТОДЫ СРЕЗА КОНСОЛИДИРОВАННЫЙ НЕКОНСОЛИДИРОВАННЫЙ Нормальное давление Сдвигающее усилие

МЕТОДЫ СРЕЗА КОНСОЛИДИРОВАННЫЙ НЕКОНСОЛИДИРОВАННЫЙ Нормальное давление Передаётся ступенями. Предварительное уплотнение от 5 до 30 минут на каждой ступени. Последняя ступень – до условной стабилизации деформаций от 30 до 120 мин. Передаётся в одну ступень без предварительного уплотнения. Сдвигающее усилие Передаётся ступенями или с постоянной скоростью среза. Величина ступени – до 10% от значения нормальной нагрузки. Время выдерживания каждой ступени – до условной стабилизации деформаций: 0, 1 мм за 1 -5 мин. Приложение ступеней – через 15 -30 сек. Время среза – не более 5 минут с момента приложения нормальной нагрузки.

МЕТОДЫ СРЕЗА КОНСОЛИДИРОВАННЫЙ НЕКОНСОЛИДИРОВАННЫЙ Нормальное давление Передаётся ступенями. Предварительное уплотнение от 5 до 30 минут на каждой ступени. Последняя ступень – до условной стабилизации деформаций от 30 до 120 мин. Передаётся в одну ступень без предварительного уплотнения. Сдвигающее усилие Передаётся ступенями или с постоянной скоростью среза. Величина ступени – до 10% от значения нормальной нагрузки. Время выдерживания каждой ступени – до условной стабилизации деформаций: 0, 1 мм за 1 -5 мин. Приложение ступеней – через 15 -30 сек. Скорость среза – от 0, 1 до 0, 5 мм/мин. Скорость среза – от 5 до 20 мм/мин. Время среза – не более 5 минут с момента приложения нормальной нагрузки.

МЕТОДЫ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ НА СРЕЗ В СКВАЖИНАХ И В МАССИВЕ

СХЕМЫ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТА НА ВРАЩАТЕЛЬНЫЙ СРЕЗ В СКВАЖИНАХ И В МАССИВЕ КРЫЛЬЧАТЫЙ ЗОНД (КРЫЛЬЧАТКА)

УСТАНОВКИ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТОВ ВРАЩАТЕЛЬНЫМ СРЕЗОМ УИГС-2 конструкции ЦНИИС Минтрансстроя СП-52 конструкции ГПИ Фундаментпроект СК-8 конструкции КПИ

УСТАНОВКИ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТОВ ВРАЩАТЕЛЬНЫМ СРЕЗОМ СП-52 конструкции ГПИ Фундаментпроект УИГС-2 конструкции ЦНИИС Минтрансстроя

СОСТАВ УСТАНОВКИ (ГОСТ 20276) рабочий наконечник с лопастями (крыльчатка); штанги; устройство для создания и измерения крутящего момента; устройство для вдавливания крыльчатки в грунт

СХЕМЫ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТА НА СРЕЗ В СКВАЖИНАХ И В МАССИВЕ

С помощью устройства для создания крутящего момента вращают колонну штанг с крыльчаткой с угловой скоростью 0, 2 -0, 3 град/с. По мере вращения записывают показания приборов для измерения крутящего момента до достижения максимального показания (Nmax), соответствующего максимальному значению крутящего момента (Мmax). Далее продолжают вращение с угловой скоростью 2 -3 град/с до условной стабилизации значений крутящего момента, достигаемой за 2 -3 полных оборота штанги, и записывают установившееся показание (Nycт), соответствующее установившемуся значению крутящего момента (Мс). ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

ИЗМЕНЕНИЕ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА в зависимости от угла поворота крыльчатки Мкр – крутящий момент, соответствующий пределу пропорциональности; Мmax – крутящий момент, соответствующий сопротивлению горных пород сдвигу в естественном сложении и равный max; Мmin – крутящий момент, соответствующий сопротивлению горных пород сдвигу в нарушенном сложении и равный min;

При испытании грунта в скважинах можно не учитывать трение штанг крыльчатки по грунту и крутящий момент на преодоление этого трения (М 0) принимать равным нулю. При испытании грунта в массиве для определения (М 0) отсоединяют крыльчатку от колонны штанг и определяют показание измерительного прибора (N 0). ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

РАБОЧИЙ НАКОНЕЧНИК С ЛОПАСТЯМИ (КРЫЛЬЧАТКА) Устройство для отключения штанг

За сопротивление грунта срезу max (МПа) принимают значение, определяемое по формулам: В — постоянная крыльчатки, см 3, принимаемая в зависимости от типа крыльчатки n — постоянная измерительного устройства по результатам градуировки ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ КРЫЛЬЧАТКИ Состав крыльчатки и ее характеристики Крыльчатка размерами, мм: высота I Тип крыльчатки II III 120 150 200 ширина (диаметр) 60 75 100 толщина лопасти 2 2, 5 3 742 1545 3663 Постоянная крыльчатки В, см 3 Штанга, мм: наружный диаметр длина 22 – 33, 5 500 – 3000 ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

Для глинистых, органо-минеральных и органических грунтов с IL > 1 в нестабилизированном состоянии определяют угол внутреннего трения и удельное сцепление, принимая условно φ = 0 и С = max. По значениям max оценивают характер пространственной изменчивости прочности грунтов в соответствии с ГОСТ 20522. ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПО ГЛУБИНЕ ЗНАЧЕНИЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТОВ СРЕЗУ

ОЦЕНКА УПЛОТНЁННОСТИ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ по показателю КПУ нормально уплотнённые грунты 1 < КПУ < 4; переуплотнённые грунты КПУ > 4 Сu = tmax – недренированная прочность грунта, МПа; Ip – число пластичности ТСН 50 -304 -2001. Основания, фундаменты и подземные сооружения

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ШТАМПОВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ Грунты Положение штампа относительно уровня подземных вод Пески Глинистые при любых значениях показателя текучести На уровне подземных вод и выше Органо-минеральные и органические Ниже уровня подземных вод Глины и суглинки с IL > 0, 5; Выше и ниже супеси c IL> 1 уровня подземных Органо-минеральные и вод органические Глубина испытания, м Место проведения испытания Штамп Тип Площадь, см 2 В забое скважины IV 600 По всей толще Ниже забоя скважины IV 600 до 10 В массиве без бурения скважины IV 600 > 6 ГОСТ 20276 -2012. ГРУНТЫ. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости