Способ испытания мерзлых грунтов термопрессиометром

 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при инженерно-геологических изысканиях. Цель изобретения - повы;шение надежности и достоверности определения деформационньк характеристик оттаявших, преимущественно крупнообломочных грунтов. Для этого в процессе оттаивания мерзлого грунта термопрессиометром на забое скважины собирают воду, образовавшуюся после оттаивания льда в грунте, и измеряют ее объем Qa. Затем с учетом Qg и льдистости грунта за счет льда включений Тц, в также, принимая форму оттаявшей вокруг термопрессиометра зоны грунта за эллипсоид, рассчитьшают наружный диаметр оттаявшего кольцевого слоя грунта D по формуле: D фз,08д +3 |Г11Г9. . 11Гв, где d диаметр скважины в мерзлом состоянии; 1 - длина термопрессиометра, 1 « С учетом D после испытания определяют деформационные характеристики грунта . 1 ил .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 Е 02 D I/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н двторскомм свидятильствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4174986/23-33 (22) 03. ! .86 (46) 07.03.89. Вюл. Ф 9 (71) Уральский электромеханический: институт инженеров железнодорожного транспорта им. Я.М. Свердлова (72) И.А. Маренинов, А.А. Армянинов и В,А, Субботин (53) 624.131.382(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 933874, кл. Е 02 D !/00, 1980 °

Авторское свидетельство СССР

9 775221, кл. Е 02 D 1/00, 1978.

{54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ

ТЕРМОПРЕССИОМЕ ТРОМ (57) Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при инженерно-геологических изысканиях. Цель изобретения — повы.шение надежности и достоверности оп1

Изобретение относится к строитель" ству и может быть использовано при инженерно"геологических изысканиях в зоне распространения вечномерэлых, преимущественно крупнообломочных, грунтов °

Цель изобретения — повышение надежности и достоверности определения деформационных характеристик оттаявших, преимущественно крупнообломочных грунтов.

На чертеже изображено устройство для осуществления способа °

Устройство содержит термопрессиометр 1 с дистанционным уровнемером 2

„,80„„14 3863 А1 ределения деформационных характеристик оттаявших, преимущественно крупнообломочных грунтов. Цля этого в процессе оттаивания мерзлого грунта термопрессиометром на забое скважины собирают воду, образовавшуюся после оттаивания льда в грунте, и измеряют ее объем 0s Затем с учетом Q> и льдистости грунта за счет льда включений Г, в также, принимая форму оттаявшей вокруг термопрессиометра зо ны грунта sa эллипсоид, рассчитывают наружный диаметр оттаявшего кольцевого слоя грунта В по формуле: D= ю где диаметр скважины в мерзлом состоянии;

1 — длина термопрессиометра, а 0,1.

С учетом D после испытания определяют деформационные характеристики грунта..1 ил.

2 жидкости и электронагревателями 3, который устанавливают в пробуренную в мерзлом грунте 4 скважину 5.

Способ осуществляют следующим об.разом.

В мерзлом грунте 4 бурят скважину 5 на глубину, превышающую глубину испытания на половину длины термо- прессиометра 1 и длину дистанционного уровнемера 2 жидкости. На глубину испытания устанавливают камеру термопрессиометра 1, оборудованную в нижней части дистанционным уровнемером

2 жидкости. После включения электронагревателей 3, расположенных внутри

1463863 камеры термопрессиометра, начинается процесс оттаивания.

На забое скважины скапливается талая за счет таяния льда включения вода, которая имеет температуру на

5-7 С вьппе нуля. Забой скважины, имея определенный диаметр, в силу малости коэффициента фильтрации мерзлого грунта, позволяет сохранять оттаявший объем воды длительное время. Таким образом, в процессе оттаивания льда образовавшаяся при этом нада уходит к забою скважины9 где фиксируется ее объем путем замера уровня, например, в момент времени t, — зона оттаивания наружный диа1четр оттаяв" шего кольцевого слоя грунта имеет значение D и уровень воды в скважине h, в момент времени -02, а вы1 9 сота столба. воды на забое h, в момент времени и, который теперь может быть назначен йа необходимому диаметру оттаивания, — Оз, высота подъема столба воды h> „

Зная диаметр скважины в мерзлом состоянии Й 9 можно подсчитать объем оттаявшей и скопившейся на забое скважины воды g > по формуле

r f

q = — " -h(t). в 4

По известному значению Qв, льдистасти грунта за счет льда включений в, которая определяется предварительно известными методами, и, принимая форму зоны оттаявшего грунта вокруг прессиометра, близкой к форме вытянутого эллипсоида, можно рассчитать наружный диаметр оттаявшего кольцевога слоя грунта 9 по формуле

13, 08(1в+371..7l q 099

2л, 1 где 1 - длина камеры термопрессиометра по внешнему обмеру, м, при Т,>Ъ0, 1, При достижении равенства значения

D заданному оттаивание грунта прекращают и на оттаявший грунт прикладывают нагрузку и измеряют его перемещения.

По результатам испытаний определяют дефо рмационные ха рак теристики грунта: коэффициент тепловой осадки

А по формуле

2 2

А 1а С1м а Da-g где Йб. — диаметр скважины после оттаивания слон грунта, и, а также модуль деформации а гтаявшега грунта

Рс1, Е=К К„

5 где К вЂ” корректирующий коэффициент, зависящий ат D;

К вЂ” коэффициент ани за троп ии

С

r рунта;

P — давление на пределе пропорциональности по зависимости

2 цс1=Е (Р) 9 кг/см 9

g d — приращение диаметра скважин после оттаивания слоя.

Способ позволяет повысить достоверность определения деформационных характеристик оттаявшего грунта эа счет возможности более точного определения размера оттаявшей эоны грунта и контролирование его в процессе оттаивания.

Формула изобретения

Способ испытания мерзлых грунтов тремапрессиоме тром, включающий оттаивание мерзлого грунта известной льдистости вокруг стенки скважины с образованием оттаявшей эоны, заданного размера в форме эллипсоида, приложение нагрузки на оттаявший грунт, измерение перемещений грунта, определение его деформациоккых характеристик па результатам измерений с учетом

35 величины наружного диаметра кольцевого слоя оттаявшего грунта, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повьппения надежности и достоверности определения дефармационных характеристик оттаявших, преимущественно крупнообломачных, грунтов за счет уточнения положения границы оттаивания мерзлого грунта, дополнительно в процессе оттаивания на забое скважины 5 собирают оттаявшую воду и измеряют ее объем, при этом наружный диаметр D кольцевого слоя оттаявшего грунта определяют по формуле

5D (13908 Яв+3"1 вв 1м

21Т

9 где Q - объем оттаявшей и скопившейг-Ь ся на забое скважины воды,м;

1 -. длина камеры термопрессиометрапо внешнему обмеру, м; z -. льдистость грунта за счет льда включений, при и в ъ 0,1; и -- диаметр скважины в мерзлом

1 состоянии, м;

1463863

Составитель Г. Мартынова

Редактор O . .Головач Техред П.Сердюкова Корректор Л. Латай

Заказ 800/37 Тираж 588 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101