Способ определения зоны возможного провалообразования в грунтах

 

Изобретение относится к инженерным изысканиям,преимущественно для про- s мышленного и гражданского строительства , и может быть использовано при строительном освоении районов развития опасных геологических процессов, в частности карста и суффозии, а также на подрабатываемых территориях. Целью изобретения является повышение точности определения, снижение трудоемкости , расширение области применения и npoi позирование провалообразования. Способ включает опробование грунта зондированием с определением при этом сопротивления проникновению конуса зонда в грунт в нескольких точках площадки, расчет по Формулам местоположения круговой зоны путем нахождения координат ее центра и размера с помощью нахождения радиуса и оценку возможности образования провала . 2 ил., 1 табп.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬТИЛМ

ПРИ П.ЯТ СССР (21 ) 4723 668, 33 (22) 26.07.89 (46) 07.08,92., 5ea. " 29 (1) Производственный и научно-исследовательский институт по инженерным изысканиям в строительстве (72) B.П. Хоменко (56) Рекоменда ции по инженерно-г еологическим изысканиям и оценке террито-рий для промышленного и гражданского строительства в карстовых районах

СССР. — N., 1967, с. 28-29, 32.

Авторское свидетельство СССР

N 767276, кл. Е 02 D 1/02, 1978. (4) СПОСОВ ОПРЦ КДГНИЯ ЯОНИ ВОЗИОжНОГО ПРОВАЛООБРАЗОВАНИЯ В ГРУНТАХ (57) Изобретение относится к инженер.ным изысканиям, преимущественно для проИзобретение относится к инженер- ным изысканиям преимущественно для промышленного и гражданского строительства и может быть использовано при строительном освоении ра "îíîâ развития опасных геологических процессов, в частности карста и суффозии, а также на подрабатываемых территориях.

Цель изобретения - повышение точности определения, снижение трудоем костии, расширение области применения и прогнозирования провалообразованил.

На фиг.. 1 представлен план про" валоопасного участка (масштаб 1:1000); на фиг. 2 - графики динамического (gg)g E 12 D 1!02, С 01 N 33. 24

2 мышленного и гражданского строитель" ства, и может быть использовано при строительном освоении районов развития опасных геологических процессов, в частности карста и суффозии, а также на подрабатываемых территориях.

Целью изобретения является повышение точности определения, снижение трудоемкости, расширение области применения и прогнозирование провалообразова ния. Способ включает опробование грунта зондированием с определением при этом сопротивления проникновению конуса зонда в грунт в нескольких точках площадки, расчет по формулам местоположения круговой зоны путем нахождения координат ее центра и размера с помощью нахождения радиуса и оценку возможности образования провала. 2 ил., 1 таб.п. зондирования мелких, средней крупнос- (Я ти и крупных песков, выполненного О на опытном участке. О)

Способ осуществляют следующим образом. -Q

На исследуемой площадке в несколь-

«<их точках производят опробование грунта путем зондирования. Определяют

,.Ъ сопротивление проникновению конуса зонда в грунт и по полученным данным рассчитывают координаты (х д, у„) центра круговой зоны, внутри которой будет находиться центр возможного провала, и ее радиус (Г) по формулам:

1", 2869 ной плоскости (х;-х ) +(у;-у,) Уь и pLL; — 7р, L;

R=2

T:хЯ=, — па х, у и х;, х; у » вЂ” и и х, y, п. у, (": у ) — n+y п.Еу; у — °

У(г+ уг) у(к -гн +ч(сн-вт) и(яг-ск) 2(U(FG — Л11)+(АН-BG)+M (13Л-АГ)

11(1 с-лт)+ч (м-сс)+1г(сл--Аг) 2 (11(ЕГ-D11)+V (АН-БС) +И (ВЛ вЂ” АЕ)Д

А, В, С, D, Е, Г, G,H, I, ц, V,11 — величины, определяемые из выражений; (х, ) -тГх, Z

nXx, i, а 2

Xх; Е(х -у ) n+x,(х; + ) п, х, а 2 .. " . (х; + ; ) -n_#_у (х; +у; ) п у;

2 з 2 2 х K(x; + ) nrx (x +Z;) G и,» (х, +у .\ 2

Ху; (х; . y;)-1 у; (x, Н .-; (ха.

PK(x;+-.- )-п х, (х;+у; )( р1,» х ° — n Z p,,х, nPx, п. . p, у; и,> у; . рЯ (х;+ ;)-пХр; (х;+у;) — (Г+ 2)

n — число точек зондирования „.

i — порядковый номер точки зондиро" вания (от 1 до n}

Х " сумма элементов (, ); .У х;,у; — координаты i-и точки зондирования; р - ср днее значение сопротивления ! грунта проникновению зонда в

i-й точке;

L1 †расстоян от центра зоны возможного провала до той же точки зондирования в горизонтальr. — коэффициент регрессии; при этом образование провала считают невозможным при 1 О, 6 .

Появление в массиве горных пород возмущающего объекта (естественная или искусственная подземная полость) приводит к деформации не только физических полей, но и поля напряжений, Изменение напряженного состояния массива вызывает изменение свойств грунтов, в частности их прочностных характеристик. В максимальной степени сжимающие напряжения разряжаются, а растягивающие концентрируются на контуре

25 полости, что приводит к потере грунтом прочности, Это закономерное разу" прочнение, развивающееся с затуханием от контура полости к периферии массива,фик ируется по данным статическоЗО го или динамического зондирования, показатели которого характеризуют прочность грунта .

Поверхность тренда среднего значения показателя зондирования в этих

3 условиях должна представлять собой некую, обращенную вниз своей вершиной, куполообразную поверхность вращения, которая аналитически может быть представлена случа "íîé функцией в виде по49 линома второго порядка . Координаты минимума этой функции соответствуют координатам геометрического центра полости, дальнейшее развитие которой может привести к образованию провала на земной поверхности, а центр провала совпадает по вертикали с центром полости.

Отклонения фактических значений среднего показателя зондирования от

50 поверхности тренда определяют сущест.вование в горизонтальной плоскости круговой зоны, внутри которой будет располагаться центр ожидаемого провала, причем, чем больше размер зоны, э5 тем больше вероятность попадания в нее центра провала. Радиус этой зоны рассеяния определяется заранее заданной вероятностью и теснотой связи между

69 J ся в точке с координатами х " "36 м, у = 4 } м, а ее радиус составляет

30 м. Поскольку величина r равна 0,64, провал возможен. Его центр должен расйолагат ься в пределах зоны 6 с вероят. ностью 95/,.

Позднее на рассматриваемом участке образовался карстово-суфФозионный про,вал 7, центр которого находился в пределах зоны, определенной прогнозом >. возможного провалообразования, в 12 м к юго-западу от ее центра .

Определение зоны возможного прсва.лообраэования B грунтах в пределах о;;... ной площадки, даже в случае обяэател., ного сопровождения каждой точки зондирования неглубокой i сква>ниной, потребует, как минимум, в 2 раза меньших затрат по сравнение с известным. Кро ме того, предлагаемый способ. позволяет отказаться от специФических лабораторных исследований свойств грунтов, требующих специального оборудования и не входящих в состав изыскательских pa" бот, предусмотренных существующими нормативными документами.

17528 параметрами уравнения тренда: чем сильнее свяэь,тем меньще радиус зоны, Если рассеяние достаточно велико, то следует считать образование провала практически невозможным. Провалообразование невозможно также и в том случае, когда рассеяние мало, но поверх ность тренда, имея куполообразный характер, обращена вершиной вверх.

Пример. На участке жилых домов осуществляют ретроспективный прогноз провальной опасности. В основу положены результаты инженерных изысканий, выполненных на участке для строитель- 15 ства двух семнадцатиэтажных зданий„

На представленном плане (Фиг. 1) показано расположение точек динамического зондирования 1 и разведочных скважин 2, вскрывших на глубине от

1,5 до 11,0 м (интервал зондирования) четвертичные пески различного гранулометрического состава..Пятью скважинами

3 в указанном интервале встречены прослои гравелистых песков и гравийногалечного грунта .

Поскольку оценка состояния и свойств гравелистых песков и гравийногалечного грунта на основе динамического зондирования не производится, 30 средние величины условного динамичес" кого сопротивления грунта погружению зонда определены по данным динамического зондирования только для тех восьми точек, где ближайшими скважинами вскрыты мелкие, средней крупности и крупные пески. На фиг. 2 представлены графики динамического зондирования а и результаты осреднения Ь .

Затем на план (Фиг. 1) произвольно gg наносят систему прямоугольных координат 4, а всем восьми расчетным точкам присвоены порядковые номера (5) . Каждая точка, кроме собственной средней величины условного динамического сопротивления грунта, приобретает абсцис су и ординату, т.е. все необходимые для прогнозных расчетов параметры, сведенные в таблицу.

В результате расчетов получают сле-5Q дующие значения величин: A=35,543103 м;

B = 26,, }26724 м; C = -63,50431 м ;.

D = - 19, 768987 м; E = -29, 631329 м;

F = -746, 23259 м G = 3, 65737105 м;

H = -10,52-1573 м; I = -791,07976 м; 55

U = - }, 92586207 ИПа; V= 0, 59050633 ИПа;

V = .}, }1985543 МПа.

Согласно прогнозу, центр зоны возможного провалообразования 6 находитФормула и 3 о б р е т е н и я

Способ определения зоны возможно-,. го провалообразования в грунтах, включающий опробование грунта в н<жкольких точках исследуемой площади ". определение его характеристик, их математическую обработку и определение местоположения и размеров провальной зоны, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, снижения трудоемкости, расширения области применения и прогнозирования провалообразования, опробование грунта производят путем зондирования с определением сопротивления проникновению конуса зонда в грунт и определяют координаты центра круговой зоны, внутри которой будет- находиться центр возможного провала.

U (I .I-РН) +Ч (СН-ВТ +И (ВГ-СВ) о 2(И(ЕС-DH)+V(AH-BG)+M(BD AE)g

U(ГС DI)+V(AI+CG)+И(CD-АГ) о 2)U(EG DH)+.V(AH-.ÂG)+È(BD AE)j 2 у(° 2

К = 2 (— --),К(— - — }. ) п п! где хо, у - координаты центра зоны;

1752869

A,Â,С,Э,Е,Р,С,Н,X,U,V,W — величины, определяемые из выражений с-. p +(x +; -и;"», (x, + ° ) .У1 Р

Р -"Я («. + 12}

2 2.(:) Х п х °

1 число точек зондирования; порядковь1й номер точки зондирования (от 1 до n); сумма и элементов („ ); иоординаты 1.-й точки зойди— рования; среднее значение сопротивления грунта проникновению ко" нуса зонда в i-й точке; радиус зоны возможного провала расстояние от центра провальной зоны до t -й точки Зонди» рования в Горизонтальной плоскости, определяемое из выражения (X x 5y — п2 ху, п х; т1Î х

1 1 .:х;, . (х; +у -п » х; (X +у ) пРх;

p i

; х Yg — nKx 11, и„> у, {. у; ) — пс! у;

nay"

Xy;g(x;+ у; ) -пй.у, (х I+ ;) и, у ° xggx +уфпТх, (х, ; ) и (х;+ у,) Х (х;+ ; -и,» (х +уЛ

nr(x,+ уФ) — т

I. =- - (х; --х } + {y, -у „)

r — коэ(1к и цие нт ре грес сии;

raZrxй+Х21 Ех. (2+Z2) п.К (х . +у; ) уЯх - и"Ер, х, nXx-, !

EXP I L 1 Р а» -, »

n

ЗО при этом образование провала считают невазмож!h!M при 1 + Л,б.

„ р ., — п.Ер у п..у;

Расчетные параметры и их соче- -. тания

Сумма

Точка динамического зондирсваиия

1 3

-33

1089

È89

-35937

1185921

6,1

20 113

6642„9 (79,8

486,78

37,21

6861

652,80

П р и и е ч а н и е. Приведенные величины р пведставлены.в;-ме аяаскалях х и у в метрах. х 10

У 46

Ху 460 х 100 у 2116 х + уа 2716 х(х +у ) 22160 у(х +у ) 101936 (x +у ) 4910656 р 5,1 рх: 51;0 ру, 234,6 р(х +у J 11301,6

26,7

136, 17 р 26,01

712 (XL;PL) 59,00

0

441

441.0

9261

194481

4,9

107,9

7160-g

199,43

24,01

1657

183,60

-10

79

-58

145

84

5,6

-11,7

28,0

162,4

51,7

289,52

31,36

2669

6,50

21

231

121

441

56?

6182

11802

31581!4

4915

94 5

2529,0

31, 1

141, 30

20, 75

986

527,12

-32 -12

- 7 -7

224 84

1024 144

"9 !9

1073 193

-34336 -2316

-7511 -1351

« 513?9 37249

5,4 б,б

-172,8 -79,2

-37,8 -46,2

5794,2 1273,8

82,7 67,2

446,58 443,52

29, 16 43,56

6833 .45 3

809,40 167,70

5-Я

О 79

О 989

0 2482

31?1

О 5603

О -44305

О >114282

О 7796321

4,6 42,8

0 -Зб4 О

0 376,0

О 298б4,8

53 Я. 434,0

?47, 48.- 2390, 78

21,16 .232,72

2896 26627

О, 20 3101, 32

1т52869

Истовое 6оиииицеа(а ссгрожоЬсние грунта лагружен м яж да, юла

@ЬГ. Я

f0 7

Составитель Г. Мартынова

Техред II.Моргентал Корректор Н,Кешеля

Редактор И. щербак

Заказ 2739 . Тираж Подписное

BHIGiIIH ГосУдарственного коиитета по изобретениям и откритияи при ГКИ1 СССР

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

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