Полевые методы определения модуля деформации в полевых условиях

Ø Штамповые испытания.

По данным испытаний строят график зависимости осадки штампа от давления S = f (р). На графике проводят осредняющую прямую методом наименьших квадратов или графическим методом.

Модуль деформации грунта Е, МПа, вычисляют для линейного участка графика по формуле:

,

Где v - коэффициент Пуассона;

К_p - коэффициент, принимаемый в зависимости от заглубления штампа

К ₁ - коэффициент, принимаемый равным 0,79 для жесткого круглого штампа;

D p - приращение давления на штамп (5.5.1), МПа, равное p_n - p ₀;

D S - приращение осадки штампа, соответствующее D p, см, определяемое по осредняющей прямой.

По результатам испытаний просадочных грунтов следует определять:

- модуль деформации грунта природной влажности Е и относительную просадочность e _sl при заданном давлении р _з - при испытании по схеме «одной кривой»;

- модуль деформации грунта природной влажности Е и в водонасыщенном состоянии Е _sat, (после замачивания), начальное просадочное давление р _sl и относительную просадочность e _sl при различных давлениях - при испытании по схеме «двух кривых».

Ø Прессиометрические испытания.

Цель испытаний

Испытания проводятся для определения модуля деформации, а также ориентировочных значений удельного сцепления и угла внутреннего трения песчаных и глинистых пород.

Условия применения

В соответствии с ГОСТ 20276-74 метод применяется для испытания песчаных и глинистых пород в буровых скважинах. Возможно использование метода и для испытания скальных пород – известняков, мергелей, доломитов средней крепости и др.

Сущность метода

Прессиометрические испытания производятся путем обжатия стенок буровой скважины эластичной камерой с замером возникающих при этом деформаций породы.

Преимущества и недостатки метода

При производстве испытаний прессиометром отпадает необходимость в трудоемких работах по бурению скважин большого диаметра и монтаже громоздкого оборудования. В связи с этим затраты времени и труда по сравнению со штамповыми испытаниями сокращаются почти в 10 раз. В несколько раз сокращается и стоимость опыта.

В то же время прессиометрические испытания имеют недостатки:

- модуль деформации определяется в направлении, перпендикулярном к обычному направлению действия нагрузки, что недопустимо при породах с анизотропными свойствами.

Обработка результатов

По данным испытаний строят график зависимости перемещения стенки скважины от давления D r = f (р).

На графике проводят осредняющую прямую методом наименьших квадратов или графическим методом. За начальные значения р ₀ и D r ₀ (первая точка, включаемая в осреднение) принимают значения р и D r, соответствующие моменту полного обжатия неровностей стенок скважины - началу линейного участка графика.

За конечные значения р_n и D r_n (предел пропорциональности) принимают значения D р и D r, соответствующие точке, ограничивающей линейный участок графика.

Модуль деформации грунта Е, МПа, вычисляют для линейного участка графика D r = f (p) по формуле

Где К_r - корректирующий коэффициент;

r ₀ - радиус скважины, равный r_pr + D _{r 0};

r_pr - радиус прессиометра, см;

D r ₀ - приращение радиуса прессиометра, соответствующее p ₀, см;

D р - приращение давления на стенку скважины между двумя точками, взятыми на осредняющей прямой, МПа;

D r - приращение перемещения стенки скважины (по радиусу), соответствующее D р, см.

Ø Испытания дилатометром.