Statikus hangzás

A statikus szondázás , CPT-teszt ( eng.  Cone penetration test , CPT ) a talajok műszaki-geológiai tulajdonságainak meghatározására szolgáló módszer. A tulajdonságok meghatározása a szonda talajba merítése során történik statikus benyomódási terhelés hatására , a talaj ellenállásának mérésével a szonda behatolásával szemben [1] .

A CPT a talaj természetes állapotú ( in-situ ) vizsgálatának fő terepi módszere, leggyakrabban 10-20 m mélységig, de sokkal nagyobb mélységben is képes a talajtömeget feltárni.

Szonda tervezés

A szonda egy fémrúd , amelynek hegye 33-77 mm átmérőjű kúp alakú . A nyomóerő a rúdon keresztül jut át ​​a csúcsra, ami a talajba süllyedéssel növekszik [2] . Oroszországban a feltételekre, a berendezésekre és műszerekre vonatkozó követelmények szabványosításának kérdéseit, valamint a vizsgálati eredmények statikus szondával történő előkészítését, lebonyolítását és feldolgozását a GOST 19912-2012 szabvány szabályozza , amely a csúcs kialakításától függően osztja a szondákat. két típusra:

• mechanikus - kúpból és burkolatból készült hegyű szonda (ma rendkívül ritkán használják);
• elektromos - kúpból és súrlódó hüvelyből készült szonda (a modern felmérési gyakorlatban a fő).

A csúcs kúp feletti részét mechanikus szondánál háznak , elektromos szondánál súrlódó tengelykapcsolónak nevezzük . A burkolat mereven kapcsolódik a kúphoz, a súrlódó tengelykapcsoló nincs a kúphoz kötve.

A CPT-teszt típusai

Statikus hangzás történik [1] :

• folyamatos;
• időszakos.

Folyamatos a szonda állandó sebességgel történő talajba tolása, és a szonda bemerülésének megszakítása csak a szondarudak felépülése miatt megengedett. A nem folytonos hangzásra jellemző az a tény. hogy a szondát állandó sebességgel nyomják a talajba, ideértve a mélység mentén adott időközönkénti további szondamegállásokat is, amelyekben speciális módszerekkel (relaxációs-kúszó, disszipatív, kvázistatikus és egyéb) szondázással történő talajvizsgálatot végeznek. tesztek) [1] .

A CPT-teszt szabályozási szabályozása Oroszországban

A statikus szondázást végző berendezések és módszerek szabványosítása már évek óta folyik világszerte. A külföldön bevezetett szabványok tartalma alapvetően nem különbözik az orosz GOST 19912-2012 szabványtól , mivel a szondák fő méretei és bemerítésük módja a legtöbb országban megegyezik. 1977-ben a Nemzetközi Talajmechanikai és Alapozó Mérnöki Szervezet (ISSMGE) végrehajtó bizottsága jóváhagyta a CPT első nemzetközi szabványát. A dokumentum 1999-ben történt frissítése és frissítése után a talajok szántóföldi vizsgálatával foglalkozó TC16 műszaki bizottság, az ISSMGE elfogadta a szabványos „Nemzetközi referenciavizsgálati eljárást a kúppenetrációs teszthez (CPT) és a pórusnyomással végzett kúppenetrációs teszthez (CPTU). " , amely jelenleg hatályos. )" , amely a világ országai nemzeti szabványainak alapját képezte.

A CPT teszt során mért tulajdonságok

Az elektromos szondával végzett statikus szondázás során általában a következő mennyiségeket mérik:

• talaj-ellenállás a szonda kúp alatt q c (MPa vagy kPa) - a talaj ellenállási ereje a kúp behatolásával szemben, a kúp aljának területére vonatkozik (néha a "szonda ellenállása" kifejezés " használt);
• fajlagos talajellenállás a súrlódó tengelykapcsolón f s (MPa vagy kPa) - a talajellenállás ereje az oldalfelület egy rövid szakaszán - a súrlódó tengelykapcsoló, amely a súrlódó tengelykapcsoló oldalfelületének területére vonatkozik (néha a "a szonda oldalirányú ellenállása" kifejezést használjuk).

Az utóbbi években a szabvány mellett elterjedtek a speciális elektromos szondák , amelyek a talaj szonda behatolásával szembeni ellenállásán túl a talaj(ok) további jellemzőinek vagy a szondázási folyamat paramétereinek mérését teszik lehetővé. Tartalmazhatnak pórusnyomás, hőmérséklet, radioaktív naplózás, elektromos ellenállás, szeizmikus érzékelő, dőlésmérő stb. érzékelőket.

A CPT-teszt végrehajtási sorrendje

A szondákat szondázó berendezésekkel (ritkábban speciális rögzítésekkel ellátott fúróberendezésekkel) merítik, amelyek magukban a szondán kívül tartalmaznak egy merítésre szolgáló eszközt, tartó-horgony eszközöket és mérőeszközöket. A szondázó berendezések lehetnek önjárók, pl. személygépkocsi vagy traktor alapjára szerelhető, mobil vontatott, pl. személygépkocsi utánfutóra szerelve, hordozható összecsukhatóan vagy fúrótornyokhoz rögzítve.

A statikus szondázás általában úgy történik, hogy a szondát folyamatosan a talajba nyomják 1,2 m/perc (permafrost talajon 0,5 m/perc) sebességgel. Van folyamatos (standard) és szakaszos hangosítás. Folyamatos szondázás esetén a szonda bemerülésének megszakítása csak a szonda rudak meghosszabbítása miatt megengedett. Időnként szakaszos szondázást alkalmaznak , amely emellett időszakos, adott mélységi intervallumú (0,5 ... 1 m) szondamegállásokat is tartalmaz, amelyek során speciális módszerekkel talajvizsgálatot végeznek (relaxációs-kúszó, disszipációs és egyéb vizsgálatok).

Relaxációs-kúszási teszt (a szonda „stabilizálásával”) olyan vizsgálat, amelyben a szonda adott mélységben történő megállása során a szondára nehezedő terhelés és bemerülési sebesség a körülvevő talaj relaxációja és kúszása következtében. a szonda fokozatosan csökken az intenzitás csökkenésével. A tesztet a szonda bemélyedő hidraulikus emelőinek olajellátásának leállításával hajtják végre. A vizsgálat során további mérhető üledék, szonda hőmérséklete, pórusnyomás stb. A vizsgálat időtartama általában legalább 5-10 perc, és egy meghatározott feltételes stabilizációs kritérium határozza meg az egyik mértnél. paramétereket vagy egy meghatározott stabilizációs időt.

Disszipációs teszt - olyan teszt, amelyben egy speciális szonda adott mélységben történő leállítása során a szondával szomszédos talajban a pórusnyomás disszipációját mérik a hegyébe szerelt érzékelő segítségével. A vizsgálat időtartamát általában az a pillanat határozza meg, amikor a pórusnyomás kezdeti értéke 50%-kal csökken.

A CPT eredmények értelmezése

A statikus szondázást más típusú mérnökgeológiai munkákkal kombinálva vagy külön-külön használják:

• a mérnökgeológiai elemek kiválasztása (rétegek és lencsék vastagsága, különféle típusú és fajtájú talajok elterjedési határai);
• a talajok összetételének, állapotának és tulajdonságainak térbeli változékonyságának felmérése;
• a sziklás, durva és fagyott talajok tető mélységének meghatározása;
• a talajok fizikai és mechanikai tulajdonságainak jellemzőinek (sűrűség, alakváltozási modulus, talajok belső súrlódási és tapadási szöge stb.) kvantitatív értékelése;
• a talajok tömörödésének és megkeményedésének mértékének meghatározása időben és térben;
• cölöpverés lehetőségének felmérése és bemerülésük mélységének meghatározása;
• talajellenállás meghatározása a cölöpök alsó vége alatt és oldalfelülete mentén;
• a kísérleti helyszínek és a mélységi vizsgálatok helyszíneinek kiválasztása, valamint a talajmintavételi helyek laboratóriumi vizsgálatokhoz;
• geotechnikai munkák minőségellenőrzése.

A hazai szövetségi szabályozásban (Codes of Rules – SP) nagy figyelmet fordítanak a hangos eredmények értelmezésére. A talajok állapotának, fizikai és mechanikai tulajdonságainak, valamint a cölöpök teherbíró képességének meghatározására vonatkozó iránymutatások felolvasztott és felolvasztott talajok esetén az SP 47.13330.2012 és SP 24.13330.2011, a permafrost (permafrost) talajok esetében az SP 25.21033325.

Irodalom

• „Kúp-penetrációs vizsgálat a geotechnikai gyakorlatban”; T. Lunne, P. K. Robertson és J. J. M. Powell. Blackie Academic & Professional. London .
• Ryzhkov IB, Isaev ON Talajok statikus szondázása. — M.: Izd-vo ASV, 2010.
• SP 24.13330.2011 "Az SNiP 2.02.03-85* Cölöpalapok frissített változata".
• SP 25.13330.2012 "Az SNiP 2.02.04-88 frissített kiadása: Permafrost talajok alapjai és alapjai".
• Trofimenkov Yu. G., Vorobkov L.N. Terepi módszerek a talajok építő tulajdonságainak vizsgálatára. — M.: Stroyizdat . 1981.
• Meigh, AC, 1987 "Cone Penetration Testing - Methods and Interpretation", CIRIA, Butterworths.
• ASTM, 2004, "Talaj mély, kvázi statikus kúp és súrlódási kúp áthatolási vizsgálatának szabványos módszere". ASTM D 3441 szabvány, ASTM International, West Conshohocken, PA, 7 pp.
• ASTM D-5778 szabványos vizsgálati módszer a talajok elektronikus súrlódási kúpos és piezokonos penetrációs vizsgálatának elvégzésére.
• Nemzetközi referenciavizsgálati eljárás a CPT-hez és a CPTU-hoz – Nemzetközi Talajmechanikai és Geotechnikai Mérnöki Társaság (ISSMGE)
• Mayne, Paul; Auxt, Jay A.; Mitchell, James K.; Yilmaz, Recep (1995. október 4–5.). „US National Report on CPT” (PDF) . Proceedings, International Symposium on Cone Penetration Testing, Vol. 1 (CPT '95) . Linköping, Svédország: Svéd Geotechnikai Társaság. pp. 263-276 . Letöltve: 2011-09-26 .

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 3 GOST 19912-2012 Talajok. Terepi vizsgálati módszerek statikus és dinamikus hangosításhoz . Letöltve: 2015. augusztus 30. Az eredetiből archiválva : 2016. április 10. (Orosz)
2. ↑ Metelyuk N. S. Cölöpök és cölöpalapozások. - K . : Budivelnik, 1977. - S. 67-75. — 256 p.