Випробування гвинтовим штампом

Недоліків плоских штампів позбавлений гвинтовий штамп (рис. 2.5). Цей штамп є різновидом круглого штампа для випробування ґрунтів у свердловинах. Він складається з одновиткової лопаті площею 600 см² і стовбура-штанги.

Рис. 2.5. Гвинтовий штамп

Достоїнства методу:

- можливість проведення досліджень нижче РПВ;

- глибина дослідження до 50 м;

- послідовні дослідження на різних глибинах;

- збереження напруженого стану ґрунтів у масиві.

Недоліки методу:

- жорсткі вимоги щодо вертикальності загвинчування лопаті-штампа;

- жорсткі вимоги до механізму створення і виміру тиску на лопать-штамп, а також виміру переміщень лопаті-штампа;

- неминуча втрата наконечника гвинтового штампа на глибині.

Заняття № 3 пресіометрія

Пресіометр - це прилад для визначення деформаційних і міцносних властивостей нескельних ґрунтів у свердловинах при відсутності яскраво вираженої геометричної анізотропії характеристик.

Пресіометричний метод являє собою різновид методу випробування ґрунтів статичними навантаженнями, однак має додаткові можливості, а саме:

а) визначення, крім деформаційних, ще й міцносних властивостей ґрунтів;

б) визначення деформаційних і міцносних властивостей особливих різновидів ґрунтів - водонасичених, слабких, просадкових;

в) розширення можливостей польової дослідної техніки (можливість проведення зсувних випробувань і ін.).

За конструктивним виконанням пресіометри поділяються на такі види:

а) радіальні;

б) лопатеві.

3.1. Радіальні пресіометри

Принцип дії радіальних пресіометрів такий: обтиснення певної ділянки свердловини рівномірним радіальним тиском за допомогою м'якої еластичної гумової оболонки і вимір переміщень ґрунту, що виникають.

Розрізнюють такі типи радіальних пресіометрів:

а) пневматичні (повітряні, рис 3.2, б);

б).гідравлічні (водяні чи масляні, рис 3.2, а);

в) змішані (повітряно-гідравлічні).

Прилади та устаткування:

- прилад (зонд з гумовими оболонками);

- пристрій для створення і виміру тиску в оболонці;

- пристрій для виміру переміщень оболонки.

Методика проведення досліджень аналогічна проведенню штамподослідів. Тиск, що постійно збільшується передають на стінки свердловини з виміром їх переміщень

За критерій стабілізації для радіальних пресіометрів приймають швидкість збільшення радіуса свердловини, що не перевищує 0,1 мм за визначений відрізок часу.

У залежності від способу досліджень (швидкий чи повільний) часовий критерій може значно змінюватися (дивись табл. 3.1.).

Таблиця 3.1

Критерії стабілізації для радіальних пресіометрів

Спосіб досліджень	"повільний"	"швидкий"
Ґрунти:
• піщані	15 хв.	3 хв.
• пилувато-глинисті	30...60 хв.	6 хв.
• мули	90 хв.	10 хв.

О бробка результатів досліджень. Після закінчення польового досліду будується графік залежності Δr = f(Р). Ділянку 1 (див. рис. 3.1) не включають у розрахунок внаслідок того, що оболонка ще не повністю контактує з ґрунтом.

Рис.3.1. Графік пресіометричних випробувань

На ділянці 2 модуль деформації Е визначається за формулою

E= К_r r₀ ΔР/ Δr;

де К_r - коригувальний коефіцієнт;

r₀ = r_пр + r₀ - початковий радіус свердловини (см);

r_пр - радіус пресіометра;

Δr₀ - збільшення радіуса пресіометра, що відповідає Р₀;

ΔР - збільшення тиску на стінку свердловини між двома точками,

узятими на осередненій прямій, МПа;

Δr - збільшення переміщення стінки свердловини (по радіусу),

відповідне ΔР, см.

Достоїнства методу:

- компактність і транспортабельність установок;

- можливість проведення досліджень нижче РПВ;

- висока швидкість проведення досліджень (у "швидкому" режимі);

- можливість проведення досліджень на кількох горизонтах в одній свердловині;

Недоліки методу:

- обмеження по ґрунтах (виключаються великоуламкові та мерзлі);

- обмежена глибина випробувань (до 15 м);

- жорсткі вимоги до умов проведення дослідів;

- занижені значення отримуваних деформаційних характеристик.

Р ис.3.2. Схеми радіальних пресіометрів:

а – гідравлічний, б - пневмоелектричний;

1 - гумова оболонка зонда, 2 – штанга, 3 - водовимірювальні трубки, 4 - датчики деформації, 5 - гнучкий шланг, 6 – кабель,

7 - пристрій для зняття показників

Крім пресіометрів, що опускаються в попередньо пробурену свердловину, існують самозабурювальні пресіометри, призначені для проведення досліджень у слабких і особливо слабких ґрунтах, коли попередня проходка свердловини неможлива чи утруднена.