Statinis skambėjimas. Dirvožemio tyrimo tipai ir metodai

Norint nustatyti grunto sudėtį, jo laikomąją galią, naudojamas efektyviausias žemės sluoksnio natūralioje aplinkoje tyrimas, statinis įtempimas. Žemiausias zondo gylis atitinka 10 m, tačiau mažesnis leidžiamas, jei vietinių dirvožemio uolienų sluoksnis eina arti paviršiaus. Esant negiliam tankaus dirvožemio, jų nenuoseklios konsistencijos ar molio uolienų tyrimui, leidžiama nuleisti tiriamąjį zondą tik iki 5 m gylio. Norint nustatyti, ar po zondo kūgiu yra pakankamo storio sluoksnis, išgręžiamas vienas šulinys. Anot jos tyrimų, nustatomas norimas įgarsinimo gylis.

Dirvožemio jutimo tyrimų tikslai

GOST 20069–1974 yra statinio jutimo standartai ir taisyklės.

Procedūra atliekama siekiant nustatyti:

• geologinio elemento charakteristikos natūraliomis aplinkybėmis (sluoksnio storis, tam tikro dirvožemio ruožo ribos, sudėtis ir būklė tyrimo metu);
• vienalyčių formacijų ribas gylyje ir pasiskirstymo plotą;
• storų uolėtų dirvožemių, didelių molingų dirvožemių viršutinės ribos gylis;
• statiniai bandymai maždaug įvertina fizines ir mechanines žemės savybes;
• nustatoma pasipriešinimo riba, šoninis grunto atsparumas po zondu;
• dirbtinai užpildytam dirvožemiui atliekamas tankinimo laipsnio tyrimas.

Procedūros esmė

Norint nustatyti mechanines ir fizikines dirvožemio sluoksnio savybes, atliekamas statinis dirvožemio zondavimas, todėl gaunamos norminės dirvožemio savybės. Apdorodami tyrimų duomenis, pirmiausia nustatykite vieno zondo nuleidimo rezultatų aritmetinį vidurkį, kad nustatytumėte sluoksnio savybes. Norėdami gauti galutinį rezultatą, palyginamos visų pasirinktos vietos garso taškų vidutinės vertės.

Tyrimo procesas atliekamas ciklais, kurie apima šias darbo procedūras:

• atliekamas laipsniškas vienodas lazdelės įspaudimas, periodiškai fiksuojant dirvožemio fizikines ir mechanines savybes maždaug po 20 cm;
• visų dirvožemio tyrimo liudijimų įrašymas į schemines automatines juostas;
• suformuoti sekančią strypo sekciją kėlimo strypas pakyla;
• statinis skambėjimas baigiasi, kai instrumentas pasiekia norimą pasirinktą gylį arba maksimalias zondo kūgio apkrovas.

Bendrieji jutimo klausimai

Kai zondas nuleistas, dirvožemio sluoksnių atsparumo rodmenys imami po prietaiso galu ir jo šoninėse sienose. Statinis tyrimo metodas naudojamas kaip savarankiškas bandymas arba derinamas su kitais inžineriniais ir geologiniais dirvožemio savybių apibrėžimais. Tyrimo procese gaunamos kiekvieno sluoksnio storio vertės, atskleidžiami susiformavę dirvožemio lęšiai, įvertinamos įvairių tipų dirvožemių išsidėstymo ribos, įvertinama jų dabartinė būklė.

Visi šie vidurkiniai rodikliai naudojami norint nustatyti polių važiavimo galimybę, apskaičiuoti jų nuleidimo į žemę gylį, išvesti duomenis, kad būtų nustatytas didžiausias polių pamato gylis, ir rasti optimalias vietas tyrimų vietoms nustatyti.

Atlikus lauko tyrimus atliekant statinį dirvožemio tyrimą, gaunami šie duomenys:

• grunto atsparumas po kūgio galu, išreikštas MPa (kgf / cm²);
• apie padėklo pasipriešinimą kūgio sankabos šone, matavimo vienetas - knyga.

Statinio įgarsinimo rezultatai yra patikimi, jei darbai atliekami pagal iš anksto patvirtintą planą ir pagal visas taisykles vykdoma užduotis atlikti geologinius ir inžinerinius bandymus.

Žemės paviršiaus stebėjimo įranga

Bandymui naudojamas įrenginys susideda iš šių dalių:

• antgalis ir strypas, kartu sudarantys zondavimo įtaisą;
• įtaisą, pavyzdžiui, kėliklį, skirtą spausti antgalį į žemę, ir prietaisą, ištraukiantį zondą;
• paremti įrengimą - statiškai subalansuota lova, pritvirtinta inkarais;
• matavimo ir skaitymo įtaisai su galimybe juos pritvirtinti ant lanksčios laikmenos.

Antgaliai zondai naudojami trijų tipų. Pirmojo tipo antgalį sudaro apvalkalas ir pats kūgis. Antrojo tipo zonde yra kūgio formos trinties jungties antgalis. Trečiame antgalyje yra trinties sankaba, kūgis ir plėtiklis. Statinio jutimo metodas reikalauja, kad, nepaisant taikomo zondo projekto, jo pagrindas plote turėtų atitikti 10 cm². Kampas kūgio smailėje yra 60º.

Pagal technologiją reikalaujama, kad sukabinimo įtaiso skersmuo būtų lygus šiam korpuso pagrindo rodikliui, o jo ilgis turėtų būti 31 cm. Lazdelės skersmuo išorėje yra 36 cm 1 tipo zondui, o du antrieji tipai leidžia iki 55 cm skersmens. Šis dydis yra priimamas remiantis technologiniai skaičiavimai.

Parengiamieji darbai

Pagal eksploatavimo instrukcijas, kurias išduoda gamintojas įsigydamas mašiną, periodiškai atliekami įrangos bandymai ir jos tikrinimas. Efektyvumas nustatomas įsigijus įrenginį ir prieš jį naudojant sąvartyne. Bandymas atliekamas bent kartą per tris mėnesius, taip pat po remonto ir atsarginių dalių pakeitimo. Gauti patikrinimo rezultatai surašomi atitinkamu aktu.

Statinio jutimo įrengimas yra nuolat veikiamas nusidėvėjimo, iš dalies prarandamas strypo tiesumas, todėl kas 15–20 panardinimo taškų jungtys surenkamos bent 3 m atkarpoje ir tikrinama tiesė. Per visą ilgį leidžiama nukrypti ne daugiau kaip 5 mm. Patikrinimas taip pat taikomas zondo galiuko aukščiui, kuris neleidžia sumažinti ilgio daugiau kaip 5 mm.

Ženklinant nardymo taškus, naudojami geodeziniai lygiai ir teodolitai, pažymėtose vietose jie nustato aukštikalnius ir vertikalius švyturius. Atlikus statinį garsą, dar kartą patikrinama teisinga taškų vieta. Jei dėl geologinių reljefo ypatybių švyturiai nėra įrengti, tada, siekiant pagerinti sąlygas, atliekamas dirvožemio planavimas. Garso stiebas nenukrypsta daugiau kaip 5º, kitaip rezultatai laikomi prieštaringais.

Skamba

Statinis garsas nustatomas laikantis lauko įrengimų naudojimo instrukcijose numatytos tvarkos. Gauti rezultatai būtinai periodiškai fiksuojami ant lanksčios juostos, įbrėžimo greičiu 1 m per minutę. Panardinimas laikomas baigtu, jei zondo slėgis yra iš anksto nustatytas.

Be lankstaus nešiklio, testų rezultatai registruojami specialiuose žurnaluose. Po darbo šulinys užpilamas žeme ir pažymimas ženklu, ant kurio yra bandymo taško duomenys ir procedūrą atlikusios organizacijos pavadinimas. Privaloma atstatyti darbo metu pažeistą dirvą.

Apdorojame gautus duomenis

Visos gautos dirvožemio charakteristikos sudaromos vaizdinių grafikų pavidalu, kur rodmenys kinta pagal jutimo žymių gylį. Kurdami naudokite diagramų tiekimus arba duomenų įrašus stebėjimo žurnale.Visi grafikai sudaromi vienoje skalėje, jo keitimas leidžiamas išlaikant vertikalių ir horizontalių koordinačių santykį. Jei minų kasyklos yra šalia, tada grafike jos parodomos atskiromis eilutėmis.

Dirvožemių klasifikacija ir tipai

Požeminiai dirvožemiai yra nevienodos cheminės sudėties, kristalinės struktūros ir vietos sluoksnyje pobūdžio. Dirvožemio padalijimas atliekamas pagal SNiP II-15-1974, 2 dalį.

Uolėtas dirvožemis yra kietas dirvožemio telkinys, esantis tankiame masyve, kartais leidžiama suskaidyti vietas. Tai apima dujines uolienas (granitus), nuosėdines nuosėdas (konglomeratai, smėlingas dirvožemis), metamorfinius sluoksnius (skiedrius, gneidus, kvarcitus). Šio tipo dirvožemiai yra pasižymintys dideliu atsparumu gniuždymui, geru atsparumu užšalimui ir yra puikios konstrukcijos pagrindas.

Jei akmeningam dirvožemiui būdingi įtrūkimai, jų veikimas blogėja dėl užšalimo ir stiprumo. Toks dirvožemis yra suskirstytas į grupes, nustatomas pagal druskos kiekį, minkštėjimą ir tirpumą vandenyje.

Neakmenuotas dirvožemis formuojamas nuosėdiniu metodu natūraliomis sąlygomis ir jo grotelėse nėra standžių struktūrinių jungčių. Atsižvelgiant į dalelių dydį, jie yra suskirstyti į šiurkščiavilnių, smėlio dirvožemį, molio dulkes ir biogenines sankaupas.

Šiurkštaus dirvožemio apibūdinimas

Tai apima nesusietus uolienų darinius, kuriuose vyrauja iki 2 mm dydžio fragmentai, kurių masė ne didesnė kaip 50%. Granulių forma ir dydis išskiria šias dirvožemio rūšis: riedulį, blokelį, žvyrą, žvyrą, žvyrą ir medieną. Jie laikomi puikiu sunkių statybinių ir mechaninių konstrukcijų pagrindu, jei jie yra ant ankstesnio tankaus sluoksnio. Suspaudimas veikiant apkrovai yra nereikšmingas. Gerai, jei bendroje dirvožemio masėje yra iki 40% smėlio ar molio ir dulkių užpildymo, o tai suteikia papildomų stiprumo savybių.

Smėlio dirvožemio rodikliai

Savo sudėtyje šių tipų dirvožemiuose yra mineralinių dalelių ir kvarcito grūdelių, kurių grūdelių dydis ne didesnis kaip 2 mm. Molio komponentai - ne daugiau kaip 3%, dėl ko prarandamas plastiškumas. Atsižvelgiant į grūdų dydį, smėlėti dirvožemiai yra suskirstyti į tipus:

• dulkes sudaro dalelės, kurių skersmuo nuo 0,05 iki 0,005 mm;
• smulkioji frakcija, kurios skersmuo didesnis kaip 0,1 mm;
• vidutinis smulkumas, kurio skersmuo didesnis kaip 0,25 mm;
• didelių dalelių skersmuo yra 0,5 mm ar daugiau;
• žvyro rūšyje yra intarpų, kurių skersmuo yra didesnis nei 2 mm.

Smėlio pagrindo laikomoji geba didėja didėjant grūdelių dydžiui. Nelankstūs smėlio dirvožemiai yra žemo suspaudimo laipsnio, prasidėjus apkrovai, nuosėdos greitai nutrūksta. Šiurkščiagrūdžiai smėlingo dirvožemio tipai pakrovimo metu padidina tankį ir atitinkamai stiprumą.

Dirvožemio tipai, tokie kaip smėlis su moliu, kai kuriais atvejais rodo sugebėjimą nurimti ir išsipūsti. Pirmasis įvyksta veikiant savo svoriui ir mirkant, antrasis padidina dirvožemio tūrį, o džiovinant jis sumažėja, o tai sukelia įtrūkimus ir stiprumo praradimą.

Molio uolienos

Molio tipo dirvožemyje yra mažų žvynuotų dalelių, kurių skersmuo ne didesnis kaip 0,005 mm. Gali įsiterpti nedidelis kiekis dulkėto smėlio grūdelių. Molio dirvožemis reiškia besisukančias uolienas, nes ploni kapiliarai ir dideli plokštumai tarp dalelių, kad būtų drėgmės, greitai pripildo vandens, o tai šalinimo metu sunaikina formavimo vientisumą. Molio dirvožemis yra padalintas į šias dalis:

• molis - turi daugiau kaip 30% molio dribsnių;
• priemoliai - dribsnių skaičius sumažėja iki 10–30%;
• smėlingiems priemoliams būdingas 3–10% žvyrų.

Molio dirvožemis keičia savo stiprumą priklausomai nuo drėgmės. Sausas gali atlaikyti didelę apkrovą. Nuo molio dalelių turinio priklauso plastiškumo ir sklandumo rodiklis.

Quicksand

Pagrindai, kurie atidarius pradeda judėti, pasižymi didesniu sklandumu ir klampumu, vadinami keturkojais. Tai apima smėlio dulkes, molio žvynuotas daleles, šilkinius priedus. Quicksandies turi daug drėgmės, todėl masė tampa beveik skysta. Šios kompozicijos dirvožemiai yra suskirstyti į tikrus keturkojus ir netradicinius. Pirmuosiuose yra daug molio ir koloidinių inkliuzų, pasižyminčių greitu prisotinimu ir blogu drėgmės praradimu. Jų plaukimas vyksta, kai drėgmė yra 6-9%, perėjimas į skysčio būseną pastebimas pridedant 15-17% drėgmės.

Netradicinis krantas apima smėlio formacijas, kuriose nėra molio. Šiems dirvožemiams būdingas didelis drėgmės suvokimas ir galimybė greitai jį atiduoti. Jie pereina į dabartinę būklę ir dėl tokių dirvožemio savybių jų neįmanoma naudoti statybose.

Mechaninės ir fizinės savybės

Svarbus rodiklis yra dalelių dydžio pasiskirstymas, kuris leidžia sužinoti, kiek procentų dalelių yra masėje. Standartizuotoms dalelėms, tinkančioms aptikti, yra grūdai: 40 mm - akmenukai, nuo 0,25 iki 2 mm - smėlis, 0,05–0,25 mm - dulkės, 0,005–0,05 mm - dulkių dalelės, iki 0,005 mm - molio svarstyklės.

Tūrinis svoris rodo, kiek sveria vienas kubinis metras dirvožemio; skirtingoms uolienoms jis svyruoja nuo 1,5 iki 2,0 tonų 1 m3. Poringumo koeficientas parodo bendro porų skaičiaus santykį su visu dirvožemio tūriu. Drėgmės indikatorius nustato drėgmės masės ir to paties tūrio masės santykį sausoje būsenoje.

Jungiamumo indeksas parodo mažų grūdų ir dalelių sugebėjimą išlaikyti vientisą formą esant apkrovai. Molio dirvožemiai pasižymi didžiausiu greičiu, o smėlio formacijose visiškai nėra dalelių tarpusavio sanglaudos.

Plastiškumas yra uolienos savybė, kad apkrova gali pakeisti formą ir po jo pašalinimo nesikeičia. Aukščiausias rodiklis yra molingoms uolienoms, žemiausios vertės yra smėlio ir žvyro pagrindu.

Statinis skambėjimas parodo tiriamojo sluoksnio stiprumo rodiklį. Stiprumas yra sugebėjimas nepažeisti veikiant apkrovai.

Svarbi veislės savybė yra atsparumas kirpimui. Vieno sluoksnio judėjimas kito atžvilgiu vyksta tam tikromis slydimo plokštumomis. Veikiant apkrovai, dalelės priešinasi šlyčiai, sukibimo dydžiui ir sudaro norimą rodyklę.

Amžinasis šaltis

Požeminis vanduo formuoja ne tik skysčių kaupimąsi rezervuarų viduje, bet ir kieto ledo susidarymą. Amžinasis įšalas vadinamas kriolito sritimi, susidedančia iš ledo sluoksnių. Jie susidaro kalnuose, aukšto mineralizacijos lygio lygumų paviršiuje ir po žeme. Amžinasis įšalas susidaro tose vietose, kuriose horizontas nuolat keičiasi tektoniniu būdu drėgnomis uolienomis arba anksčiau užšalusio požeminiuose sluoksniuose skysčio užšalimu.

Beveik visose amžinojo įšalo vietose vyksta migracinio ledo sankaupos. Dėl daugelio metų užšalusi uola yra ilgo šalčio kaupimosi požeminių sluoksnių masėje rezultatas. Daugelis tyrinėtojų pasakoja apie jos egzistavimą šimtmečiais nuo senų senovės. Dėl nusistovėjusio atšiauraus klimato vietose, kur yra amžinas įšalas, nesitikima, kad ledo sluoksniai bus sunaikinti, jei dėl žmogaus veiklos nebus sutrikdyta natūrali pusiausvyra. Kai naudojamas kaip pamatas statant sluoksnius su užšalusiu dirvožemiu, reikia atkreipti dėmesį į kruopštų požiūrį į paviršiaus vientisumą, kitaip gali atsirasti nusistovėjusi pusiausvyra.

Objektyvai žemėje ir užšalimo gylis

Amžinasis šaltis nelygiai vystosi didelėje teritorijoje. Kartais atsiranda pavienių dėmių, o kartais užšaldomos visos sritys be pertraukos. Atšildyto dirvožemio sluoksnio tyrimai ne visada nustato objektyvų buvimą jame - užšalusias ledo sankaupų dalis.Jei pastatas statomas tirpstančio grunto srityje, o objektyvas buvo praleistas ir jis iš dalies pastatytas virš jo, eksploatacijos metu iš konstrukcijos sklindanti šiluma ištirpdo ledo kaupimąsi ir susidaro nenuspėjamas nuosmukis ar nuošliaužos.

Kartais ledo lęšiai susidaro dirbtinai, nes sutrinka natūralus šilumos mainai tarp dirvožemio paviršiaus ir jo gelmių.

Gilumoje laikomas ledas išsipučia didėjant temperatūrai, deformuodamas dirvą. Pagrindo stiprumui turi įtakos ne tik atskiri ledo lęšiai, bet ir natūralus dirvožemio užšalimo gylis. Rodiklis apskaičiuojamas šalčiausiam laikotarpiui rajone. Tuo pačiu metu apskaičiuojamas didžiausias uolienos drėgnumas ir sąlygos, kad ant paviršiaus nebūtų sniego.

Statant pamatus pastatų ir konstrukcijų statybai, atsižvelgiama į užšalimo gylį, o pamato dugnas yra palaidotas žemiau priimto užšalimo žymos. Apskaičiuojant gaunamas rodiklis, kuris šiek tiek viršija realų užšalimo gylį. Į tai atsižvelgiama kaip į pagrindą, nes skaičiavimai atliekami tais atvejais, kai aplinkybių derinys lemia blogiausias eksploatavimo sąlygas.

Pabaigoje reikia pažymėti, kad dirvožemio formacijų tyrimas statinio įgarsinimo metodu padeda išplėsti žmogaus buveines dėl amžino įšalo zonos ir ekstremaliojo Sibiro, statyti modernius kaimus ir perdirbimo įmones ten.