Statický zvuk. Druhy a metody studia půdy

Ke stanovení složení půdy, její únosnosti, nejúčinnějšího studia zemské vrstvy v přírodním prostředí se používá statické ozvučení. Hloubka spouštění sondy odpovídá 10 m, ale menší je povolena, pokud lom domorodých půdních hornin prochází v blízkosti povrchu. Při mělkém výskytu hustých půd, jejich nesoudržné konzistence nebo jílovitých hornin je dovoleno snížit výzkumnou sondu pouze do hloubky 5 m. Aby se zjistilo, že pod kónusem sondy je umístěna vrstva dostatečné tloušťky, vyvrtá se jedna studna. Podle jejích studií je stanovena požadovaná hloubka ozvučení.

Cíle výzkumu v oblasti snímání půdy

GOST 20069-1974 obsahuje standardy a pravidla pro statické snímání.

Postup se provádí za účelem identifikace:

• charakteristika geologického prvku v podmínkách přirozeného výskytu (tloušťka vrstvy, hranice konkrétního půdního úseku, složení a stav v době studie);
• hranice homogenních formací v hloubce a oblasti distribuce;
• hloubky horní hranice hustých skalnatých půd, velké vrstvy klastů;
• statické testy přibližně vyhodnocují fyzikální a mechanické vlastnosti Země;
• je stanovena hranice odporu, boční odpor půdy pod sondou;
• u uměle naplněných půd se provádí studie stupně zhutnění.

Podstata postupu

Statické ozvučení zemin se provádí za účelem stanovení mechanických a fyzikálních vlastností půdní vrstvy, čímž se získají normativní vlastnosti půdy. Při zpracování výzkumných dat nejprve určete aritmetický průměr výsledků jednoho snížení sondy a určete vlastnosti vrstvy. Pro konečný výsledek jsou porovnány průměrné hodnoty všech produkovaných sondových bodů na vybraném místě.

Výzkumný proces se provádí v cyklech, které obsahují následující provozní postupy:

• postupné rovnoměrné odsazení tyče se provádí s periodickou fixací fyzikálních a mechanických vlastností půdy po asi 20 cm;
• zaznamenávání veškerých svědectví o zkoumání půdy na schematické automatické pásky;
• aby se vytvořil následující úsek tyče, zvedá se tyč zvedáku;
• statické sondování končí, když nástroj dosáhne požadované zvolené hloubky nebo maximálního zatížení na kuželu sondy.

Obecné otázky snímání

Když je sonda spuštěna, odečtou se hodnoty odporu půdních vrstev pod špičkou zařízení a na jeho bočních stěnách. Metoda statického výzkumu se používá jako nezávislý test nebo v kombinaci s jinými inženýrskými a geologickými definicemi půdních charakteristik. Při výzkumu se získávají hodnoty tloušťky každé vrstvy, odhalovají se vytvořené čočky půdy, hodnotí se hranice umístění různých typů půd a vyhodnocuje se jejich aktuální stav.

Všechny tyto průměrné ukazatele se používají k určení možnosti řízení pilot, výpočtu hloubky jejich spouštění do země, výstupních dat pro stanovení maximální hloubky pilotového základu a nalezení optimálních míst pro umístění výzkumných míst.

Po provedení polních studií statickou studií půdy se získají následující údaje:

• na odporu půdy pod špičkou kužele, vyjádřený v MPa (kgf / cm²);
• o odporu podloží na straně kuželové spojky, měrné jednotce - knize.

Výsledky statického ozvučení jsou spolehlivé, pokud jsou práce prováděny podle předem schváleného plánu a úkolu provádění geologických a inženýrských zkoušek prováděných v souladu se všemi pravidly.

Zařízení pro snímání země

Instalace použitá pro zkoušku se skládá z následujících částí:

• hrot a tyč, které společně vytvářejí sondážní zařízení;
• zařízení, jako je zvedák, pro vtlačování špičky do země a zařízení vytahující sondu;
• pro podporu instalace - staticky vyvážené lůžko upevněné kotvami;
• měřicí a čtecí zařízení s možností upevnění na pružné médium.

Špičkové sondy se používají ve třech běžných typech. První typ špičky se skládá z pouzdra a samotného kužele. Druhý typ sondy je vybaven kuželovou třecí spojovací špičkou. Třetí hrot obsahuje třecí spojku, kužel a expandér. Metoda statického snímání vyžaduje, aby navzdory použitému návrhu sondy její základna v oblasti odpovídala 10 cm². Úhel na kuželovém vrcholu je 60 °.

Podle technologie je požadováno, aby průměr spojky na vnější straně byl stejný s tímto indikátorem základny pouzdra a jeho délka by měla být 31 cm. Průměr tyče na vnější straně je 36 cm pro sondu typu 1 a dva druhé typy umožňují průměr až 55 cm. Tato velikost je přijímána na základě technologické výpočty.

Přípravné práce

Podle provozních pokynů vydaných výrobcem při zakoupení stroje se provádí pravidelné zkoušky zařízení a jeho ověření. Účinnost je stanovena po zakoupení zařízení a před jeho použitím na skládce. Zkouška se provádí nejméně jednou za tři měsíce a také po opravě a výměně kteréhokoli z náhradních dílů. Získané výsledky ověření jsou zpracovány příslušným zákonem.

Instalace statického snímání je neustále vystavena opotřebení, dochází k částečné ztrátě přímosti tyče, proto se po každých 15-20 bodech ponoření spoje shromažďují v úseku nejméně 3 ma kontroluje se přímka. Odchylky nejsou povoleny více než 5 mm po celé délce. Kontrola platí také pro výšku špičky sondy, která zabraňuje zkrácení délky o více než 5 mm.

Při označování bodů ponoru se používají geodetické úrovně a teodolity, na označených místech staví majáky na výšku a na výšku. Po provedení statického sondování je znovu zkontrolováno správné umístění bodů. Pokud kvůli geologickým vlastnostem terénu nejsou instalovány majáky, provede se plánování půdy za účelem zlepšení podmínek. Ozvučný stožár se neodchyluje o více než 5 °, jinak jsou výsledky považovány za kontroverzní.

Zní to

Statické ozvučení se provádí v souladu s postupem stanoveným v návodu k obsluze pro provozní instalace. Získané výsledky jsou nutně fixovány v pravidelných intervalech na flexibilní pásku rychlostí odsazení 1 m za minutu. Ponoření se považuje za úplné, pokud je sonda pod tlakem předem stanovené hodnoty.

Kromě flexibilního nosiče jsou výsledky zkoušek zaznamenávány ve zvláštních časopisech. Po skončení práce se jamka uzavře zeminou a označí se značkou, na které jsou údaje z testovacích bodů a název organizace, která postup provedla. Při práci je nutné obnovit poškozenou půdu.

Zpracování přijatých dat

Všechny získané vlastnosti půdy jsou zpracovány ve formě vizuálních grafů, kde se hodnoty mění v hloubce snímacích značek. Pro konstrukci použijte zdroje grafu nebo datové záznamy v protokolu snímání.Všechny grafy jsou prováděny v jednom měřítku, jeho změna je povolena při zachování poměru mezi svislými a vodorovnými souřadnicemi. Jsou-li důlní díla umístěna poblíž, zobrazí se na grafu v samostatných řádcích.

Klasifikace a druhy půd

Podzemní půdy se liší chemickým složením, krystalickou strukturou a povahou umístění ve vrstvě. Rozdělení půdy se provádí v souladu s SNiP II-15-1974, část 2.

Skalnaté půdy jsou ložiska tvrdé půdy ležící v hustém masivu, někdy jsou povoleny zlomené oblasti. Patří sem vyvřeliny (žuly), sedimentární ložiska (konglomeráty, písčitá půda), metamorfní vrstvy (břidlice, rula, křemence). Půdní útvary tohoto typu se vyznačují velkou pevností v tlaku, dobrou odolností vůči zamrzání a jsou vynikajícím stavebním podkladem.

Pokud jsou skalnaté půdy charakterizovány přítomností trhlin, pak jejich výkonnost klesá z hlediska zamrznutí a pevnosti. Taková půda je rozdělena do skupin určených obsahem soli, změkčovací schopností a rozpustností ve vodě.

Nestálé půdy se vytvářejí sedimentární metodou v přírodních podmínkách a neobsahují tuhé strukturní vazby ve své mříži. V závislosti na velikosti částic se dělí na hrubozrnnou písčitou půdu, hliněnou a biogenní akumulaci.

Charakteristika hrubé půdy

Patří k nim nespojené kusy skalních útvarů, ve kterých převládají fragmenty až do velikosti 2 mm, a jsou obsaženy v množství ne více než 50%. Forma a velikost granulí rozlišují tyto typy půd: balvan, blok, štěrk, oblázek, štěrk a dřevo. Jsou považovány za vynikající základnu pro těžké stavební a mechanické konstrukce, pokud jsou umístěny na předchozí husté vrstvě. Komprese pod vlivem zatížení je zanedbatelná. Je dobré, pokud celková půdní hmota obsahuje až 40% pískové nebo jílové a prachové náplně, což dává další charakteristiky pevnosti.

Ukazatele pískové půdy

Tyto druhy půd obsahují ve svém složení minerální částice a zrna křemene s velikostí zrn nepřesahující 2 mm. Hliněné komponenty - ne více než 3%, což vede ke ztrátě plasticity. V závislosti na velikosti zrn se písčité půdy dělí na typy:

• prach je tvořen částicemi o průměru 0,05 až 0,005 mm;
• jemná frakce o průměru větším než 0,1 mm;
• průměrná jemnost s průměrem více než 0,25 mm;
• velký průměr částic je 0,5 mm nebo více;
• štěrkový druh obsahuje inkluze s průměrem větším než 2 mm.

Únosnost písčité základny se zvyšuje s rostoucí velikostí zrn. Nepružné písčité půdy mají nízký stupeň komprese, po začátku zatížení se sediment rychle zastaví. Hrubozrnné typy písčitých půd během nakládání zvyšují hustotu a tím i sílu.

Druhy půd, jako je písek s hlínou, v některých případech vykazují schopnost ustupovat a bobtnat. První se vyskytuje pod vlivem vlastní hmotnosti a namáčení, druhý zvyšuje objem půdy a po vysušení se snižuje, což vede k prasklinám a ztrátě pevnosti.

Hliněné kameny

Jílové půdy obsahují malé šupinaté částice o průměru nejvýše 0,005 mm. Může se rozptýlit malé množství prašných zrn písku. Jílová půda se vztahuje na vroucí horniny, protože tenké kapiláry a velká letadla mezi částicemi pro obsah vlhkosti vedou k rychlému nasycení vodou, což ničí celistvost útvaru vlivem mrazů. Hliněné půdy se dělí na:

• jíly - obsahují jílové vločky více než 30%;
• hlíny - počet vloček klesá na 10-30%;
• písčité hlíny se vyznačují obsahem 3 až 10% váhy.

Jílové půdy mění svou sílu v závislosti na vlhkosti. Suché vydrží i značné zatížení. Z obsahu částic jílu závisí na indikátoru plasticity a tekutosti.

Quicksand

Báze, které se po otevření začnou pohybovat a vykazují větší tekutost a viskozitu, se nazývají quicksand. Patří k nim pískový prach, jílové šupiny, hebké přísady. Quicksandies obsahují hodně vlhkosti, což přináší hmotu do téměř tekutého stavu. Půdy této kompozice se dělí na skutečné rychlé písky a nekonvenční. První obsahuje velké množství jílových a koloidních inkluzí charakterizovaných rychlou saturací a špatnou ztrátou vlhkosti. K jejich plavání dochází, když je obsah vlhkosti v množství 6 až 9%, po přidání vlhkosti v množství 15 až 17% je pozorován přechod do tekutého stavu.

Nekonvenční quicksand zahrnuje pískové útvary, které neobsahují hlínu. Tyto půdy se vyznačují vysokým vnímáním vlhkosti a schopností rychle ji uvolnit. Přecházejí do současného stavu a takové vlastnosti půdy znemožňují jejich použití ve výstavbě.

Mechanické a fyzikální vlastnosti

Důležitým ukazatelem je rozdělení velikosti částic, které vám umožní zjistit, kolik procent částic je obsaženo v hmotě. Standardizované částice vhodné pro detekci zahrnují zrna: 40 mm - oblázky, od 0,25 do 2 mm - písek, 0,05 - 0,25 mm - prach, 0,005 - 0,05 mm - prachové částice, až 0,005 mm - jílové stupnice.

Objemová hmotnost ukazuje, kolik jeden kubický metr půdy váží, u různých hornin se pohybuje od 1,5 do 2,0 tun na 1 m3. Koeficient porozity odhaluje poměr celkového počtu pórů k celkovému objemu půdy. Indikátor vlhkosti určuje poměr hmotnosti vlhkosti obsažené k hmotnosti stejného objemu v suchém stavu.

Index konektivity odhaluje schopnost malých zrn a částic zůstat v integrální formě při zatížení. Jílové půdy mají nejvyšší rychlost, v pískových formacích zcela chybí vzájemná soudržnost částic.

Plastičnost je vlastnost horniny měnit tvar pod vlivem zatížení a zůstat po jeho odstranění nezměněný. Nejvyšší indikátor je pro jílovité horniny, nejnižší hodnoty jsou znázorněny pískem a štěrkovitou základnou.

Statické ozvučení odhaluje indikátor síly zkoumané vrstvy. Síla je schopnost zůstat neporušená, když je vystavena zatížení.

Důležitou charakteristikou plemene je smyková odolnost. K pohybu jedné vrstvy vůči druhé dochází podél určitých kluzných rovin. Při působení zátěže částice odolávají střihu, množství adheze a tvoří požadovaný index.

Permafrost

Podzemní voda vytváří nejen akumulaci tekutin uvnitř nádrží, ale také tvorbu pevného ledu. Permafrost se nazývá kryolitová oblast, sestávající z ledových vrstev. Jsou tvořeny v horách, na povrchu plání s vysokým stupněm mineralizace a pod zemí. Permafrost je tvořen v oblastech se stálým tektonickým přemístěním horizontů mokrými horninami nebo v důsledku zamrzání dříve nahromaděné kapaliny v podzemních vrstvách.

Téměř ve všech oblastech permafrostu dochází k migraci ledu. Hornina zmrzlá v důsledku mnoha let je výsledkem dlouhodobé akumulace chladu v hromadě podzemních vrstev. Mnoho vědců hovoří o své staleté existenci od starověku. V důsledku zavedeného drsného klimatu v místech, kde se permafrost nachází, se neočekává destrukce ledových vrstev, pokud nebude narušena přirozená rovnováha v důsledku lidské činnosti. Při použití jako základu pro stavbu vrstev se zmrzlou půdou je věnována pozornost pečlivému přístupu k celistvosti povrchu, jinak může dojít k ustálené rovnováze.

Čočky v zemi a hloubka mrazu

Permafrost se na obrovském území vyvíjí nerovnoměrně. Někdy se vyskytují izolované skvrny a někdy jsou celé oblasti bez přestávky zamrzlé. Studie vrstvy rozmrazené půdy ne vždy určují přítomnost čoček v ní - zmrazené části hromadění ledu.Pokud je budova stavěna v oblasti roztopené zeminy a byla vynechána čočka a je částečně umístěna nad ní, pak teplo ze struktury během provozu roztaví akumulaci ledu a vytvoří se nepředvídatelný pokles nebo sesuvy půdy.

Někdy se ledové čočky uměle vytvářejí v důsledku narušení přirozené výměny tepla mezi povrchem půdy a hloubkami.

Led uložený v hloubkách bobtná s rostoucí teplotou a deformuje půdu. Síla základny je ovlivněna nejen jednotlivými ledovými čočkami, ale také přirozenou hloubkou zamrzání půdy. Ukazatel se počítá pro nejchladnější období v oblasti. Současně se ve výpočtu stanoví maximální vlhkost horniny a podmínky nepřítomnosti sněhu na povrchu.

Hloubka zamrzání se bere v úvahu při pokládce základů pro stavbu budov a staveb, zatímco spodní část základu je uložena pod akceptovanou značkou mrazu. Při výpočtu se získá indikátor, který mírně překračuje skutečnou hloubku zmrazení. Zohledňuje se jako základ, protože výpočet se provádí pro případy, kdy kombinace okolností vede k nejhorším provozním podmínkám.

Závěrem je třeba poznamenat, že studium formací půdy metodou statického ozvučení pomáhá rozšířit lidské stanoviště vlivem permafrostové zóny a extrémní Sibiře, vybudovat tam moderní vesnice a zpracovatelské závody.