Để xác định thành phần của đất, khả năng chịu lực của nó, nghiên cứu hiệu quả nhất về lớp đất trong môi trường tự nhiên, âm thanh tĩnh được sử dụng. Độ sâu hạ thấp của đầu dò tương ứng với 10 m, nhưng độ sâu nhỏ hơn được phép nếu lớp đất đá bản địa đi sát bề mặt. Với sự xuất hiện nông của đất dày đặc, tính nhất quán không liên tục hoặc đá sét của chúng, chỉ được phép hạ thấp đầu dò nghiên cứu xuống độ sâu 5 m. Để xác định rằng một lớp có độ dày đủ nằm dưới hình nón thăm dò, một giếng được khoan. Theo nghiên cứu của cô, độ sâu âm thanh mong muốn được xác định.
Mục tiêu nghiên cứu cảm biến đất
GOST 20069-1974 chứa các tiêu chuẩn và quy tắc cho cảm biến tĩnh.
Thủ tục được thực hiện để xác định:
- đặc điểm của yếu tố địa chất trong điều kiện xuất hiện tự nhiên (độ dày lớp, ranh giới của một phần đất, thành phần và trạng thái cụ thể tại thời điểm nghiên cứu);
- ranh giới của sự hình thành đồng nhất về chiều sâu và diện tích phân phối;
- độ sâu của ranh giới trên của đất đá dày, địa tầng đất sét lớn;
- kiểm tra tĩnh đánh giá các tính chất vật lý và cơ học của trái đất;
- giới hạn điện trở được xác định, điện trở bên của đất dưới đầu dò;
- đối với đất được lấp đầy nhân tạo, một nghiên cứu về mức độ nén được thực hiện.
Bản chất của thủ tục
Âm thanh tĩnh của đất được thực hiện để xác định các tính chất cơ học và vật lý của lớp đất, do đó, các đặc tính quy chuẩn của đất thu được là kết quả. Khi xử lý dữ liệu nghiên cứu, trước tiên hãy xác định trung bình số học của các kết quả của một lần hạ thấp đầu dò để xác định các đặc tính của lớp. Đối với kết quả cuối cùng, các giá trị trung bình cho tất cả các điểm âm được tạo ra tại vị trí đã chọn được so sánh.
Quá trình nghiên cứu được thực hiện theo các chu trình có chứa các quy trình vận hành sau:
- một vết lõm đồng đều dần dần của thanh được thực hiện với sự cố định định kỳ các tính chất vật lý và cơ học của đất sau khoảng 20 cm;
- ghi trên băng tự động sơ đồ của tất cả các lời khai điều tra đất;
- để xây dựng phần thanh tiếp theo, thanh jack tăng lên;
- âm thanh tĩnh kết thúc khi nhạc cụ đạt đến độ sâu đã chọn hoặc tải tối đa mong muốn trên hình nón thăm dò.
Vấn đề cảm biến chung
Khi đầu dò được hạ xuống, các giá trị điện trở của các lớp đất được lấy dưới đầu của thiết bị và trên các mặt bên của nó. Phương pháp nghiên cứu tĩnh được sử dụng như một thử nghiệm độc lập hoặc kết hợp với các định nghĩa kỹ thuật và địa chất khác về đặc điểm đất. Trong quá trình nghiên cứu, các giá trị độ dày của mỗi lớp thu được, các thấu kính hình thành của đất được tiết lộ, ranh giới của vị trí của các loại đất khác nhau và trạng thái hiện tại của chúng được đánh giá.
Tất cả các chỉ số trung bình này được sử dụng để xác định khả năng đóng cọc, tính toán độ sâu hạ thấp của chúng xuống đất, dữ liệu đầu ra để thiết lập độ sâu tối đa của móng cọc và tìm vị trí tối ưu cho vị trí của vị trí nghiên cứu.
Sau khi tiến hành nghiên cứu thực địa bằng một nghiên cứu tĩnh về đất, dữ liệu sau đây thu được:
- về điện trở suất của đất dưới chóp nón, tính bằng MPa (kgf / cm2);
- về điện trở của nền phụ ở phía ly hợp côn, đơn vị đo - sách.
Kết quả của âm thanh tĩnh là đáng tin cậy nếu công việc được thực hiện theo một kế hoạch được phê duyệt trước và một nhiệm vụ để thực hiện các bài kiểm tra địa chất và kỹ thuật được thực hiện theo tất cả các quy tắc.
Thiết bị cảm biến mặt đất
Việc cài đặt được sử dụng cho thử nghiệm bao gồm các phần sau:
- một đầu và một que, cùng nhau tạo thành một thiết bị thăm dò;
- một thiết bị, chẳng hạn như giắc cắm, để ấn một đầu xuống đất và một thiết bị trích xuất đầu dò;
- để hỗ trợ cài đặt - một chiếc giường cân bằng tĩnh được cố định bởi các neo;
- thiết bị đo và đọc với khả năng sửa chữa trên một phương tiện linh hoạt.
Đầu dò tip được sử dụng trong ba loại phổ biến. Loại đầu tiên bao gồm một vỏ và hình nón. Loại đầu dò thứ hai được trang bị đầu khớp nối ma sát hình nón. Mẹo thứ ba bao gồm một ly hợp ma sát, hình nón và giãn nở. Phương pháp cảm biến tĩnh đòi hỏi rằng, mặc dù thiết kế đầu dò được áp dụng, cơ sở của nó trong khu vực phải tương ứng với 10 cm2. Góc ở đỉnh hình nón là 60 ..
Theo công nghệ, yêu cầu đường kính của khớp nối phải bằng chỉ số này của đế của vỏ và chiều dài của nó phải là 31 cm. Đường kính của thanh bên ngoài là 36 cm đối với đầu dò loại 1 và hai loại thứ hai cho phép đường kính lên tới 55 cm. tính toán công nghệ.
Công tác chuẩn bị
Theo hướng dẫn vận hành do nhà sản xuất ban hành khi mua máy, việc kiểm tra định kỳ thiết bị và xác minh thiết bị được thực hiện. Hiệu quả được xác định sau khi mua cài đặt và trước khi sử dụng tại bãi rác. Thử nghiệm được thực hiện ít nhất ba tháng một lần, và sau khi sửa chữa và thay thế bất kỳ phụ tùng nào. Các kết quả xác minh thu được được rút ra bởi các hành động liên quan.
Việc lắp đặt cảm biến tĩnh liên tục bị hao mòn, có một phần mất độ thẳng của thanh, do đó, cứ sau 15-20 điểm ngâm, các liên kết được thu thập trong một phần ít nhất 3 m và kiểm tra một đường thẳng. Độ lệch được phép không quá 5 mm trên toàn bộ chiều dài. Kiểm tra cũng áp dụng cho chiều cao của đầu dò, giúp ngăn chiều dài giảm hơn 5 mm.
Khi đánh dấu các điểm lặn, mức độ trắc địa và máy kinh vĩ được sử dụng, tại các vị trí được đánh dấu, chúng thiết lập các đèn hiệu theo chiều cao và chiều dọc. Sau khi tiến hành âm thanh tĩnh, vị trí chính xác của các điểm được kiểm tra lại. Nếu, do các đặc điểm địa chất của địa hình, các ngọn hải đăng không được lắp đặt, thì quy hoạch đất được thực hiện để cải thiện điều kiện. Cột âm thanh không bị lệch quá 5 ,, nếu không, kết quả được coi là gây tranh cãi.
Âm thanh
Âm thanh tĩnh được thực hiện theo quy trình được quy định trong hướng dẫn vận hành để cài đặt trường. Kết quả thu được nhất thiết phải được cố định tại các khoảng thời gian định kỳ trên một băng linh hoạt với tốc độ thụt là 1 m mỗi phút. Việc ngâm được coi là hoàn thành nếu đầu dò chịu áp lực của giá trị định trước.
Ngoài chất mang linh hoạt, kết quả của các bài kiểm tra được ghi lại trong các tạp chí đặc biệt. Sau khi làm việc, giếng được cắm bằng đất và được đánh dấu bằng một dấu hiệu trên đó là dữ liệu điểm kiểm tra và tên của tổ chức đã tiến hành thủ tục. Đó là bắt buộc để khôi phục đất bị hư hỏng trong quá trình làm việc.
Xử lý dữ liệu nhận được
Tất cả các đặc tính thu được của đất được vẽ dưới dạng biểu đồ trực quan, trong đó các số đọc thay đổi dọc theo độ sâu của các dấu hiệu cảm nhận. Để xây dựng, sử dụng nguồn cấp biểu đồ hoặc bản ghi dữ liệu trong nhật ký cảm biến.Tất cả các biểu đồ được thực hiện trên một tỷ lệ, sự thay đổi của nó được cho phép trong khi duy trì tỷ lệ giữa tọa độ dọc và ngang. Nếu các hoạt động của mỏ được đặt gần đó, thì chúng được hiển thị trên biểu đồ trong các dòng riêng biệt.
Phân loại và loại đất
Đất ngầm rất đa dạng về thành phần hóa học, cấu trúc tinh thể và tính chất của vị trí trong lớp. Việc phân chia đất được thực hiện theo SNiP II-15-1974, phần 2.
Đất đá là lớp đất cứng nằm trong một khối dày đặc, đôi khi các khu vực bị nứt được cho phép. Chúng bao gồm đá lửa (đá granit), trầm tích trầm tích (tập đoàn, đất cát), lớp biến chất (đá phiến, gneisses, thạch anh). Các dạng đất của loại này được đặc trưng bởi cường độ nén lớn, khả năng chống đóng băng tốt và là một cơ sở tuyệt vời để xây dựng.
Nếu đất đá được đặc trưng bởi sự hiện diện của vết nứt, thì hiệu suất của chúng suy giảm về mặt đóng băng và sức mạnh. Đất như vậy được chia thành các nhóm được xác định bởi hàm lượng muối, khả năng làm mềm và độ hòa tan trong nước.
Đất không có đá được hình thành bằng phương pháp trầm tích trong điều kiện tự nhiên và không chứa các liên kết cấu trúc cứng trong mạng tinh thể của chúng. Tùy thuộc vào kích thước của các hạt, chúng được chia thành các hạt tích lũy, hạt cát, đất sét bụi và sinh học.
Đặc điểm của đất thô
Chúng bao gồm các mảnh đá hình thành không liên kết, trong đó các mảnh có kích thước lên tới 2 mm chiếm ưu thế, và chúng được chứa trong một khối lượng không quá 50%. Hình dạng và kích thước của hạt phân biệt các loại đất này: đá cuội, khối, sỏi, sỏi, sỏi và gỗ. Chúng được coi là một cơ sở tuyệt vời cho các tòa nhà nặng nề và các cấu trúc cơ khí, nếu chúng nằm trên lớp dày đặc trước đó. Nén dưới ảnh hưởng của tải là không đáng kể. Thật tốt nếu tổng khối lượng đất chứa tới 40% cát hoặc đất sét và bụi, điều này mang lại các đặc tính cường độ bổ sung.
Các chỉ số đất cát
Trong thành phần của chúng, các loại đất này chứa các hạt khoáng và hạt thạch anh với kích thước hạt không quá 2 mm. Thành phần đất sét - không quá 3%, dẫn đến mất độ dẻo. Tùy thuộc vào kích thước hạt, đất cát được chia thành các loại:
- bụi được tạo thành từ các hạt có đường kính 0,05 đến 0,005 mm;
- phần mịn với đường kính hơn 0,1 mm;
- độ mịn trung bình với đường kính hơn 0,25 mm;
- đường kính hạt lớn từ 0,5 mm trở lên;
- các loài sỏi chứa vùi có đường kính lớn hơn 2 mm.
Khả năng chịu lực của nền cát tăng lên khi tăng kích thước hạt. Đất cát không linh hoạt có độ nén thấp, sau khi bắt đầu tải, trầm tích nhanh chóng chấm dứt. Các loại đất cát hạt mịn trong quá trình tải làm tăng mật độ và theo đó, cường độ.
Các loại đất, chẳng hạn như cát với đất sét, trong một số trường hợp cho thấy khả năng lắng xuống và phồng lên. Lần thứ nhất xảy ra dưới ảnh hưởng của trọng lượng của chính nó và ngâm, lần thứ hai làm tăng thể tích của đất, và khi khô, nó giảm, dẫn đến các vết nứt và mất sức.
Đất sét
Các loại đất sét chứa các hạt có vảy nhỏ với đường kính không quá 0,005 mm. Một số lượng nhỏ các hạt cát bụi có thể được xen kẽ. Đất sét dùng để chỉ các loại đá nặng, vì các mao quản mỏng và các mặt phẳng lớn giữa các hạt có độ ẩm dẫn đến bão hòa nhanh với nước, phá hủy sự toàn vẹn của sự hình thành dưới ảnh hưởng của băng giá. Đất sét được chia thành như sau:
- đất sét - chứa mảnh đất sét hơn 30%;
- loams - số lượng vảy giảm xuống 10-30%;
- mùn cát được đặc trưng bởi một hàm lượng từ 3 đến 10% của vảy.
Đất sét thay đổi cường độ của chúng tùy thuộc vào độ ẩm. Khô có thể chịu được tải trọng đáng kể. Từ nội dung của các hạt đất sét phụ thuộc vào chỉ số về độ dẻo và tính lưu động.
Cát lún
Các cơ sở, khi mở ra, bắt đầu di chuyển, thể hiện tính lưu động và độ nhớt cao hơn, được gọi là cát lún. Chúng bao gồm bụi cát, các hạt vảy đất sét, phụ gia bùn. Quicksandies chứa rất nhiều độ ẩm, đưa khối lượng vào trạng thái gần như lỏng. Các loại đất của thành phần này được chia thành cát lún thực sự và độc đáo. Những cái đầu tiên chứa rất nhiều đất sét và keo bao gồm đặc trưng bởi độ bão hòa nhanh và mất độ ẩm kém. Bơi của chúng xảy ra khi độ ẩm trong khoảng 6-9%, sự chuyển đổi sang trạng thái chất lỏng được quan sát sau khi thêm độ ẩm với số lượng 15-17%.
Cát lún độc đáo bao gồm các thành tạo cát không chứa đất sét. Những loại đất này được đặc trưng bởi nhận thức độ ẩm cao và khả năng nhanh chóng cho nó đi. Chúng chuyển sang trạng thái hiện tại và các tính chất như vậy của đất khiến cho việc sử dụng chúng trong xây dựng là không thể.
Đặc tính cơ lý
Một chỉ số quan trọng là phân bố kích thước hạt, cho phép bạn tìm ra có bao nhiêu phần trăm hạt được chứa trong khối lượng. Các hạt được tiêu chuẩn hóa phù hợp để phát hiện bao gồm các hạt: 40 mm - sỏi, từ 0,25 đến 2 mm - cát, 0,05-0,25 mm - bụi, 0,005-0,05 mm - hạt bụi, đến 0,005 mm - vảy đất sét.
Trọng lượng thể tích cho thấy một mét khối đất nặng bao nhiêu, đối với các loại đá khác nhau, nó dao động từ 1,5 đến 2,0 tấn trên 1 m3. Hệ số độ xốp cho thấy tỷ lệ của tổng số lỗ chân lông trên toàn bộ khối lượng đất. Chỉ báo độ ẩm xác định tỷ lệ khối lượng độ ẩm chứa trong trọng lượng của cùng một thể tích ở trạng thái khô.
Chỉ số kết nối cho thấy khả năng của các hạt nhỏ và hạt vẫn ở dạng tích phân dưới tải. Đất sét có tỷ lệ cao nhất, trong các thành tạo cát, sự kết dính lẫn nhau của các hạt hoàn toàn không có.
Độ dẻo là đặc tính của đá để thay đổi hình dạng dưới tác động của tải trọng và không thay đổi sau khi loại bỏ nó. Chỉ số cao nhất là đối với đá sét, các giá trị thấp nhất được thể hiện bằng cát và nền sỏi.
Âm thanh tĩnh cho thấy một chỉ số về sức mạnh của lớp được điều tra. Sức mạnh là khả năng giữ nguyên khi tiếp xúc với tải.
Một đặc tính quan trọng của giống là kháng cắt. Sự chuyển động của một lớp so với lớp khác xảy ra dọc theo các mặt phẳng trượt nhất định. Dưới tác động của tải trọng, các hạt chống lại sự cắt, lượng bám dính và tạo thành chỉ số mong muốn.
Băng vĩnh cửu
Nước ngầm hình thành không chỉ tích tụ chất lỏng bên trong các hồ chứa, mà còn hình thành băng rắn. Permafrost được gọi là vùng cryolite, bao gồm các lớp băng. Chúng được hình thành ở vùng núi, trên bề mặt đồng bằng với mức độ khoáng hóa cao và dưới lòng đất. Permafrost được hình thành ở các khu vực có sự dịch chuyển kiến tạo liên tục của các chân trời bởi đá ướt hoặc là kết quả của sự đóng băng của chất lỏng tích lũy trước đó trong các lớp ngầm.
Trong hầu hết các khu vực của băng vĩnh cửu, sự tích tụ băng di cư xảy ra. Đá đóng băng do kết quả của nhiều năm là kết quả của sự tích tụ lạnh kéo dài trong khối tầng tầng ngầm. Nhiều nhà nghiên cứu nói về sự tồn tại hàng thế kỷ của nó từ thời cổ đại. Do hậu quả của khí hậu khắc nghiệt ở những nơi có băng vĩnh cửu, sự phá hủy các lớp băng không được mong đợi nếu sự cân bằng tự nhiên không bị xáo trộn do hoạt động của con người. Khi được sử dụng làm nền tảng cho việc xây dựng các tầng với đất đóng băng, người ta chú ý đến thái độ cẩn thận đối với tính toàn vẹn của bề mặt, nếu không thì có thể xảy ra trạng thái cân bằng được thiết lập.
Ống kính trong lòng đất và độ sâu đóng băng
Permafrost phát triển không đồng đều trong một lãnh thổ rộng lớn. Đôi khi các điểm bị cô lập xảy ra, và đôi khi toàn bộ các khu vực không nghỉ ngơi bị đóng băng. Các nghiên cứu về lớp đất tan băng không phải lúc nào cũng xác định sự hiện diện của thấu kính trong đó - các phần đóng băng của sự tích tụ băng.Nếu tòa nhà đang được xây dựng trong khu vực đất tan chảy và một thấu kính bị bỏ sót, và nó nằm một phần phía trên nó, thì nhiệt từ cấu trúc trong quá trình vận hành làm tan chảy sự tích tụ băng và sụt lún hoặc trượt lở không thể đoán trước được tạo ra.
Đôi khi các thấu kính băng được hình thành một cách nhân tạo do sự gián đoạn trao đổi nhiệt tự nhiên giữa bề mặt đất và độ sâu.
Băng được lưu trữ ở độ sâu phình ra với nhiệt độ ngày càng tăng, làm biến dạng đất. Sức mạnh của cơ sở bị ảnh hưởng không chỉ bởi các thấu kính băng riêng lẻ, mà còn bởi độ sâu đóng băng tự nhiên của đất. Các chỉ số được tính cho thời kỳ lạnh nhất trong khu vực. Đồng thời, độ ẩm tối đa của đá và các điều kiện không có tuyết trên bề mặt được đặt trong tính toán.
Độ sâu đóng băng được tính đến khi đặt nền móng cho việc xây dựng các tòa nhà và công trình, trong khi đáy của nền móng được chôn dưới mức đóng băng được chấp nhận. Trong tính toán, một chỉ số thu được hơi vượt quá độ sâu đóng băng thực sự. Nó được lấy làm cơ sở, vì việc tính toán được thực hiện cho những trường hợp khi sự kết hợp hoàn cảnh dẫn đến điều kiện hoạt động tồi tệ nhất.
Tóm lại, cần lưu ý rằng nghiên cứu về sự hình thành đất bằng phương pháp âm thanh tĩnh giúp mở rộng môi trường sống của con người do vùng băng vĩnh cửu và vùng Siberia cực đoan, để xây dựng các ngôi làng hiện đại và nhà máy chế biến ở đó.
