Statisch geluid. Typen en methoden van bodemonderzoek

Om de samenstelling van de bodem, het draagvermogen, de meest effectieve studie van de aardlaag in de natuurlijke omgeving te bepalen, wordt statisch geluid gebruikt. De verlagingsdiepte van de sonde komt overeen met 10 m, maar een kleinere is toegestaan ​​als het bed van inheemse bodemrotsen dicht bij het oppervlak passeert. Met een ondiep voorkomen van dichte bodems, hun incoherente consistentie of kleirotsen, is het toegestaan ​​om de onderzoekssonde slechts tot een diepte van 5 m te laten zakken. Om te bepalen dat een laag met voldoende dikte zich onder de sondekegel bevindt, wordt één put geboord. Volgens haar studies wordt de gewenste diepte van het geluid bepaald.

Bodemgevoelige onderzoeksdoelstellingen

GOST 20069-1974 bevat normen en regels voor statische detectie.

De procedure wordt uitgevoerd om te identificeren:

• kenmerken van het geologische element in natuurlijke omstandigheden (laagdikte, grenzen van een bepaald bodemgedeelte, samenstelling en toestand ten tijde van het onderzoek);
• de grenzen van homogene formaties in diepte en verspreidingsgebied;
• de diepten van de bovengrens van dikke rotsachtige bodems, grote kluitvormige grondlagen;
• statische tests evalueren ongeveer de fysische en mechanische eigenschappen van de aarde;
• de weerstandsgrens wordt bepaald, de laterale weerstand van de grond onder de sonde;
• voor kunstmatig gevulde gronden wordt een onderzoek uitgevoerd naar de mate van verdichting.

De essentie van de procedure

Statisch peilen van bodems wordt uitgevoerd om de mechanische en fysische eigenschappen van de bodemlaag te bepalen, waardoor de normatieve eigenschappen van de bodem als resultaat worden verkregen. Bepaal bij het verwerken van onderzoeksgegevens eerst het rekenkundig gemiddelde van de resultaten van één verlaging van de sonde om de eigenschappen van de laag te bepalen. Voor het eindresultaat worden de gemiddelde waarden voor alle geproduceerde peilpunten op de geselecteerde site vergeleken.

Het onderzoeksproces wordt uitgevoerd in cycli die de volgende bedieningsprocedures bevatten:

• een geleidelijke uniforme indrukking van de staaf wordt uitgevoerd met periodieke fixatie van de fysische en mechanische eigenschappen van de grond na ongeveer 20 cm;
• opnemen op schematische automatische banden van alle getuigenissen van bodemonderzoek;
• om de volgende stangsectie op te bouwen, stijgt de hefstang;
• statisch klinken eindigt wanneer het instrument de gewenste geselecteerde diepte of maximale belastingen op de sondeconus bereikt.

Algemene detectieproblemen

Wanneer de sonde wordt neergelaten, worden de metingen van de weerstand van de grondlagen genomen onder de punt van het apparaat en op de zijwanden. De statische onderzoeksmethode wordt gebruikt als een onafhankelijke test of gecombineerd met andere technische en geologische definities van bodemkenmerken. In het proces van onderzoek worden de waarden van de dikte van elke laag verkregen, worden de gevormde lenzen van de bodem onthuld, de grenzen van de locatie van verschillende soorten bodems en hun huidige toestand wordt geëvalueerd.

Al deze gemiddelde indicatoren worden gebruikt om de mogelijkheid te bepalen om palen te besturen, de diepte van hun verlaging in de grond te berekenen, gegevens uit te voeren om de maximale diepte van de paalfundering te bepalen en de optimale plaatsen te vinden voor de locatie van onderzoekssites.

Na het uitvoeren van veldstudies door een statische studie van de bodem, worden de volgende gegevens verkregen:

• op de soortelijke weerstand van de grond onder de punt van de kegel, uitgedrukt in MPa (kgf / cm²);
• over de weerstand van de ondergrond aan de zijkant van de kegelkoppeling, meeteenheid - het boek.

De resultaten van statisch peilen zijn betrouwbaar als het werk wordt uitgevoerd volgens een vooraf goedgekeurd plan en een taak voor het uitvoeren van geologische en technische tests uitgevoerd in overeenstemming met alle regels.

Gronddetectieapparatuur

De installatie die wordt gebruikt voor de test bestaat uit de volgende onderdelen:

• een punt en een staaf, die samen een sondeerinrichting vormen;
• een apparaat, zoals een krik, om een ​​punt in de grond te drukken, en een apparaat dat de sonde uittrekt;
• ter ondersteuning van de installatie - een statisch uitgebalanceerd bed bevestigd door ankers;
• meet- en leesapparatuur met de mogelijkheid om op een flexibel medium te bevestigen.

Tip-sondes worden in drie veel voorkomende typen gebruikt. Het eerste type tip bestaat uit een behuizing en de kegel zelf. Het tweede type sonde is uitgerust met een kegelvormige frictiekoppelingspunt. De derde tip bevat een wrijvingskoppeling, een kegel en een expander. De methode van statische detectie vereist dat, ondanks het toegepaste ontwerp van de sonde, de basis in het gebied overeenkomt met 10 cm². De hoek bij de conische piek is 60º.

Volgens de technologie is het vereist dat de diameter van de koppeling aan de buitenkant gelijk is aan deze indicator van de basis van de behuizing, en de lengte moet 31 cm zijn. De diameter van de staaf aan de buitenkant is 36 cm voor een type 1-sonde en de twee tweede types laten een diameter van maximaal 55 cm toe. Deze maat is geaccepteerd op basis van technologische berekeningen.

Voorbereidende werkzaamheden

Volgens de bedieningsinstructies die door de fabrikant zijn uitgegeven bij aankoop van de machine, worden periodieke testen van de apparatuur en de verificatie ervan uitgevoerd. De efficiëntie wordt bepaald na de aankoop van de installatie en vóór het gebruik ervan op de stortplaats. De test wordt minstens om de drie maanden uitgevoerd, en ook na reparatie en vervanging van reserveonderdelen. De verkregen verificatieresultaten worden opgesteld door de relevante handeling.

De installatie van statische detectie is voortdurend onderworpen aan slijtage, er is een gedeeltelijk verlies van rechtheid van de staaf, daarom worden na elke 15-20 onderdompelingspunten links verzameld in een sectie van ten minste 3 m en wordt een rechte lijn gecontroleerd. Afwijkingen over de gehele lengte zijn maximaal 5 mm toegestaan. De controle is ook van toepassing op de hoogte van de sondetip, die voorkomt dat de lengte met meer dan 5 mm wordt verminderd.

Bij het markeren van duikpunten worden geodetische niveaus en theodolieten gebruikt, op de gemarkeerde plaatsen zetten ze bakens in hoogte en verticaal. Na het uitvoeren van statische peilingen, wordt de juiste locatie van de punten opnieuw gecontroleerd. Als vanwege de geologische kenmerken van het terrein geen vuurtorens worden geïnstalleerd, wordt de bodemplanning gedaan om de omstandigheden te verbeteren. De peilmast wijkt niet meer dan 5º af, anders worden de resultaten als controversieel beschouwd.

Het uitvoeren van sensing

Statisch peilen wordt uitgevoerd volgens de procedure in de bedieningsinstructies voor veldinstallaties. De verkregen resultaten worden noodzakelijkerwijs vastgelegd op periodieke intervallen op een flexibele tape met een indruksnelheid van 1 m per minuut. De onderdompeling wordt als voltooid beschouwd als de sonde onder druk staat van een vooraf bepaalde waarde.

Naast de flexibele drager worden de resultaten van de tests vastgelegd in speciale tijdschriften. Na het werk wordt de put verstopt met aarde en gemarkeerd met een bord waarop de testpuntgegevens staan ​​en de naam van de organisatie die de procedure heeft uitgevoerd. Het is verplicht om tijdens het werk beschadigde grond te herstellen.

Ontvangen gegevens verwerken

Alle verkregen eigenschappen van de grond zijn opgesteld in de vorm van visuele grafieken, waarbij de aflezingen variëren langs de diepte van de merktekens. Gebruik voor de constructie kaartfeeds of gegevensrecords in het detectielogboek.Alle grafieken worden op één schaal uitgevoerd, de wijziging ervan is toegestaan ​​met behoud van de verhouding tussen verticale en horizontale coördinaten. Als de mijnwerking zich in de buurt bevindt, worden deze in de grafiek in afzonderlijke lijnen weergegeven.

Classificatie en soorten bodems

Ondergrondse bodems zijn divers in chemische samenstelling, kristallijne structuur en de aard van de locatie in de laag. De onderverdeling van de grond wordt uitgevoerd in overeenstemming met SNiP II-15-1974, deel 2.

Rotsachtige bodems zijn harde grondafzettingen die in een dicht massief liggen, soms zijn gebroken gebieden toegestaan. Deze omvatten stollingsgesteenten (granieten), sedimentaire afzettingen (conglomeraten, zandgrond), metamorfe lagen (schisten, gneissen, kwartsieten). Bodemformaties van dit type worden gekenmerkt door een grote druksterkte, goede weerstand tegen bevriezing en vormen een uitstekende basis voor constructie.

Als rotsachtige bodems worden gekenmerkt door de aanwezigheid van scheuren, verslechtert hun prestatie in termen van bevriezing en sterkte. Dergelijke grond is verdeeld in groepen bepaald door het zoutgehalte, verzachtend vermogen en oplosbaarheid in water.

Niet-rotsachtige bodems worden gevormd door de sedimentaire methode in natuurlijke omstandigheden en bevatten geen rigide structurele bindingen in hun rooster. Afhankelijk van de grootte van de deeltjes worden ze verdeeld in grove korrels, zandgrond, kleistof en biogene ophopingen.

Karakterisering van grove grond

Deze omvatten niet-verbonden stukken rotsformaties, waarin fragmenten tot 2 mm groot zijn en ze bevatten een massa van niet meer dan 50%. De vorm en grootte van korrels onderscheiden deze soorten bodems: kei, blok, grind, kiezel, grind en hout. Ze worden beschouwd als een uitstekende basis voor zwaar bouwen en mechanische constructies, als ze zich op de vorige dichte laag bevinden. Compressie onder invloed van belasting is te verwaarlozen. Het is goed als de totale grondmassa tot 40% zand of klei en stof vult, wat extra sterkte-eigenschappen geeft.

Zandbodemindicatoren

In hun samenstelling bevatten deze soorten bodems minerale deeltjes en kwartsietkorrels met een korrelgrootte van niet meer dan 2 mm. Kleicomponenten - niet meer dan 3%, wat leidt tot het verlies van plasticiteit. Afhankelijk van de korrelgrootte zijn zandgronden onderverdeeld in soorten:

• stof bestaat uit deeltjes met een diameter van 0,05 tot 0,005 mm;
• fijne fractie met een diameter van meer dan 0,1 mm;
• gemiddelde fijnheid met een diameter van meer dan 0,25 mm;
• grote deeltjesdiameter is 0,5 mm of meer;
• de grindachtige soort bevat insluitsels met een diameter van meer dan 2 mm.

Het draagvermogen van de zandbodem neemt toe met toenemende korrelgrootte. Niet-flexibele zandgronden hebben een lage compressie; na het begin van de belasting stopt het sediment snel. Grofkorrelige soorten zandgronden tijdens het laden verhogen de dichtheid en bijgevolg de sterkte.

Soorten bodems, zoals zand met klei, vertonen in sommige gevallen het vermogen om te verzakken en te zwellen. De eerste vindt plaats onder invloed van zijn eigen gewicht en inweken, de tweede verhoogt het volume van de grond en wanneer gedroogd, neemt deze af, wat leidt tot scheuren en verlies van sterkte.

Kleirotsen

Kleibodems bevatten kleine schilferige deeltjes met een diameter van niet meer dan 0,005 mm. Een klein aantal stoffige zandkorrels kan worden afgewisseld. Kleigrond verwijst naar ophijzende rotsen, omdat dunne capillairen en grote vlakken tussen deeltjes voor vochtgehalte leiden tot snelle verzadiging met water, wat de integriteit van de formatie vernietigt onder invloed van vorst. Kleigronden zijn onderverdeeld in het volgende:

• kleien - bevatten kleivlokken van meer dan 30%;
• leem - het aantal schilfers neemt af tot 10-30%;
• zandige leem wordt gekenmerkt door een gehalte van 3 tot 10% van de schubben.

Kleigronden veranderen hun sterkte afhankelijk van de luchtvochtigheid. Droog kan een aanzienlijke belasting weerstaan. Van het gehalte aan kleideeltjes hangt af van de indicator van plasticiteit en vloeibaarheid.

drijfzand

De basen, die bij opening beginnen te bewegen en een grotere vloeibaarheid en viscositeit vertonen, worden drijfzand genoemd. Ze omvatten zandstof, kleiachtige deeltjes, slibachtige additieven. Drijfzand bevat veel vocht, waardoor de massa bijna vloeibaar wordt. De bodem van deze compositie is verdeeld in echt drijfzand en onconventioneel. De eerste bevatten veel klei en colloïdale insluitsels die worden gekenmerkt door snelle verzadiging en slecht vochtverlies. Hun zwemmen vindt plaats wanneer het vochtgehalte in de hoeveelheid van 6-9%, de overgang naar een vloeibare toestand wordt waargenomen na toevoeging van vocht in de hoeveelheid van 15-17%.

Onconventioneel drijfzand bevat zandformaties die geen klei bevatten. Deze bodems worden gekenmerkt door een hoge vochtperceptie en het vermogen om deze snel weg te geven. Ze gaan over in de huidige staat en dergelijke eigenschappen van bodems maken hun gebruik in de bouw onmogelijk.

Mechanische en fysieke eigenschappen

Een belangrijke indicator is de deeltjesgrootteverdeling, waarmee u kunt achterhalen hoeveel procent deeltjes de massa bevat. De gestandaardiseerde deeltjes die geschikt zijn voor detectie zijn onder meer korrels: 40 mm - kiezelstenen, van 0,25 tot 2 mm - zand, 0,05-0,25 mm - stof, 0,005-0,05 mm - stofdeeltjes, tot 0,005 mm - klei schalen.

Volumegewicht geeft aan hoeveel een kubieke meter grond weegt; voor verschillende rotsen varieert dit van 1,5 tot 2,0 ton per 1 m3. De porositeitscoëfficiënt onthult de verhouding van het totale aantal poriën tot het gehele bodemvolume. De vochtindicator bepaalt de verhouding tussen de aanwezige vochtmassa en het gewicht van hetzelfde volume in droge toestand.

De connectiviteitsindex onthult het vermogen van kleine korrels en deeltjes om onder belasting in integrale vorm te blijven. Kleibodems hebben de hoogste snelheid; in zandformaties is de onderlinge cohesie van deeltjes volledig afwezig.

Plasticiteit is de eigenschap van een rots om van vorm te veranderen onder invloed van een lading en onveranderd te blijven na verwijdering. De hoogste indicator is voor kleiachtige rotsen; de laagste waarden worden weergegeven door zand en grindachtige bases.

Statisch geluid onthult een indicator van de sterkte van de onderzochte laag. Kracht is het vermogen om intact te blijven bij blootstelling aan een belasting.

Een belangrijk kenmerk van het ras is schuifweerstand. De beweging van een laag ten opzichte van een andere vindt plaats langs bepaalde slipvlakken. Onder invloed van de belasting zijn de deeltjes bestand tegen afschuiving, de hoeveelheid hechting en vormen de gewenste index.

permafrost

Grondwater vormt niet alleen vochtophopingen in de reservoirs, maar ook vaste ijsvorming. Permafrost wordt cryolietgebied genoemd, bestaande uit ijslagen. Ze worden gevormd in de bergen, op het oppervlak van vlaktes met een hoge mate van mineralisatie en ondergronds. Permafrost wordt gevormd in gebieden met constante tektonische verplaatsing van horizonten door natte rotsen of als gevolg van bevriezing van eerder opgehoopte vloeistof in ondergrondse lagen.

In bijna alle gebieden van permafrost treden ophopingen van migrerend ijs op. Het gesteente dat als gevolg van vele jaren bevroren is, is het resultaat van langdurige accumulatie van koude in de massa van ondergrondse lagen. Veel onderzoekers praten over het eeuwenoude bestaan ​​sinds de oudheid. Als gevolg van het gevestigde harde klimaat op plaatsen waar permafrost zich bevindt, wordt de vernietiging van ijslagen niet verwacht als het natuurlijke evenwicht niet wordt verstoord als gevolg van menselijke activiteit. Bij gebruik als een basis voor de constructie van lagen met bevroren grond, wordt aandacht besteed aan de zorgvuldige houding ten opzichte van de integriteit van het oppervlak, anders kan een vastgesteld evenwicht optreden.

Lenzen in de grond en vriesdiepte

Permafrost ontwikkelt zich ongelijk binnen een enorm grondgebied. Soms komen geïsoleerde plekken voor en soms worden hele gebieden zonder pauze bevroren. Studies van de laag ontdooide grond bepalen niet altijd de aanwezigheid van lenzen erin - bevroren delen van de ijsophoping.Als het gebouw wordt gebouwd in het gebied van smeltgrond en een lens werd gemist, en het bevindt zich gedeeltelijk erboven, dan smelt de warmte van de structuur tijdens bedrijf de ijsophoping en ontstaan ​​onvoorspelbare bodemdaling of aardverschuivingen.

Soms worden ijslenzen kunstmatig gevormd als gevolg van verstoring van de natuurlijke warmte-uitwisseling tussen het bodemoppervlak en dieptes.

Het ijs opgeslagen in de diepten zwelt met toenemende temperatuur, waardoor de bodem vervormt. De sterkte van de basis wordt niet alleen beïnvloed door individuele ijslenzen, maar ook door de natuurlijke vriesdiepte van de grond. De indicator wordt berekend voor de koudste periode in het gebied. Tegelijkertijd worden de maximale luchtvochtigheid van de rots en de omstandigheden voor de afwezigheid van sneeuw op het oppervlak in de berekening vastgelegd.

De vriesdiepte wordt in aanmerking genomen bij het leggen van de fundering voor de constructie van gebouwen en constructies, terwijl de onderkant van de fundering begraven ligt onder de geaccepteerde vriesteken. In de berekening wordt een indicator verkregen die de werkelijke vriesdiepte iets overschrijdt. Het wordt als basis genomen, omdat de berekening wordt uitgevoerd voor die gevallen waarin een combinatie van omstandigheden tot de slechtste bedrijfsomstandigheden leidt.

Concluderend moet worden opgemerkt dat de studie van bodemformaties door de methode van statisch klinken helpt om de menselijke habitat als gevolg van de permafrostzone en het extreme Siberië uit te breiden, om daar moderne dorpen en verwerkingsfabrieken te bouwen.