Испытание грунта с помощью манометра для определения деформации в грунте - Строительство и ремонт

Что такое прессиометр?

Прессометр – это прибор, который используется для определения напряженно-деформированного состояния грунта на месте путем закачивания его в скважину определенной глубины. Он был разработан французской фирмой Menard, поэтому его также называют прессиометром Menard. На основании этого соотношения можно определить горизонтальное давление грунта в состоянии покоя, модуль упругости грунта и т.д.
Испытание грунта с помощью прессиометра является очень быстрым и простым способом определения зависимости напряжения от деформации грунта на месте. Результаты, полученные с помощью этого испытания, полезны для проектирования фундаментов.

Составные части прессиометра

Прессометр состоит из трех частей, а именно:

Зонд
Трубка
Блок управления

Зонд состоит из трех камер, расположенных одна над другой, как показано на рисунке. Все три ячейки надувные. Средняя ячейка – это измерительная или основная ячейка, которая заполняется водой во время испытания. Две другие ячейки, расположенные сверху и снизу измерительной ячейки, известны как защитные ячейки, которые защищают основную ячейку от конечных эффектов, вызванных конечной длиной кабеля.

Вся конструкция зонда обычно защищена металлическим экраном, как показано на рисунке. Для подачи воды и газа в измерительную и защитную ячейки через три ячейки проходит жесткая полая труба. Блок управления устанавливается рядом со скважиной и соединяется с трубкой полыми кабелями для контроля давления в ячейках путем нагнетания воды и газа, а также для считывания результатов испытания.

Процедура испытания почвы манометром

Процедура испытания состоит из следующих трех этапов:

Бурение скважины

Размещение зонда в скважине

Проведение испытания

Бурение скважины

Для бурения скважины не используется манометр Менарда. Для бурения скважины используется отдельное буровое оборудование, предпочтительно вызывающее наименьшее нарушение почвы при бурении. Диаметр скважины должен быть в пределах от 1,03 до 1,20 раз больше диаметра зонда.

1,03Dp < Dh < 1,20Dp

Существуют различные обозначения для диаметра скважины в зависимости от диаметра зонда и длины измерительной ячейки (l0) и зонда (L), которые приведены в таблице ниже.
Обозначение диаметра скважины
Диаметр зонда (мм)
Длина измерительной ячейки (l0) (мм)
Длина зонда (l) (мм)
Номинальный диаметр скважины (мм)
Максимальный диаметр скважины (мм)
AX
44
360
660
46
52
BX
58
210
420
60
66
CX
70
250
500
72
84

Позиционирование зонда в скважине

После бурения скважины зонд опускается на необходимую высоту с помощью тросов. Зонд следует опускать медленно, не нарушая окружающую почву и само устройство. После достижения необходимой высоты зонд фиксируется с помощью зажимного устройства.

Проведение испытания почвы манометром

После размещения зонда пришло время заполнить ячейки зонда водой и газом. Это действие выполняется с помощью блока управления манометра. Открываются клапаны блока управления, которые впускают воду в измерительную ячейку и газ в защитные ячейки соответственно. В измерительной и защитной ячейках поддерживается одинаковое давление.
Теперь с помощью измерительной ячейки давление оказывается на стенку почвы скважины. Давление может быть приложено любым из двух следующих методов:

Метод приращения эквивалентного давления

Метод приращения эквивалентного объема

Метод эквивалентного приращения давления, при котором фиксируется определенное количество времени (обычно одна минута) и значение приращения давления за это время. По истечении времени отмечается изменение объема.
Аналогично, в течение следующей одной минуты времени производится такое же увеличение давления и отмечается изменение объема. Этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет достигнуто предельное давление. Обычно для достижения предельного давления достаточно десяти одинаковых приращений давления в течение 10 минут.
Метод приращения эквивалентного объема, при этом методе объем зонда увеличивается на 5% для каждого приращения. После каждого приращения зонд удерживается в неизменном состоянии в течение 30 секунд. Через каждые 30 секунд фиксируются показания давления.
В итоге по показаниям можно получить кривую напряжения-деформации почвы. Это испытание можно проводить для каждого 1-метрового интервала между скважинами.

Результаты испытания с помощью манометра

Объем воды, использованный для каждого приращения объема зонда, откладывается по оси x, а значение давления, полученное для каждого приращения, – по оси y. Полученная кривая может содержать некоторые погрешности. Для преодоления этой проблемы манометр должен быть откалиброван по потерям давления, потерям объема и гидростатическому напору до его использования в проекте.

Читайте далее: