12.2 Метод обертального зрізу
12.2.1 Устаткування та прилади
12.2.1.1 До складу установки для випробування грунту обертальним зрізом повинні входити:
- робочий наконечник з лопатями (крильчатка);
- штанги;
12.2 Метод вращательного среза
12.2.1 Оборудование и приборы
12.2.1.1В состав установки для испытания грунта вращательным срезом должны входить:
- рабочий наконечник с лопастями (крыльчатка);
- штанги;
ДСТУ Б В.2.1-7-2000 (ГОСТ 20276-99) с.43
- пристрій для створення і вимірювання крутного моменту;
- пристрій для вдавлювання крильчатки в грунт.
Для випробування грунту в масиві установку доповнюють пристроєм для відключення крильчатки від штанг, який дозволяє вимірювати тертя штанг об грунт при нерухомій крильчатці.
12.2.1.2 Конструкція установки повинна забезпечувати:
- вдавлювання крильчатки в грунт нижче вибою дослідної свердловини або в масив і фіксацію її на заданій глибині:
- передачу крутного моменту на крильчатку;
- градуювання пристрою для вимірювання крутного моменту;
- фіксування штанг на заданій глибині, яке виключає самочинне вертикальне і горизонтальне переміщення штанг і крильчатки.
12.2.1.3 Установки повинні мати технічний паспорт, інструкцію з експлуатації і гра-дуювальну таблицю підприємства-виготовлювача вимірювального пристрою.
12.2.1.4 Перевірки вимірювального пристрою необхідно виконувати при одержанні його з підприємства і перед виїздом на польові роботи, але не рідше одного разу на 3 місяці, а також після виявлення і усунення несправностей вимірювального пристрою або заміни його деталей. Результати перевірок слід оформляти актами.
12.2.1.5 Періодично необхідно перевіряти прямолінійність штанг шляхом їх складання в ланки завдовжки на рівній поверхні. Відхилення ланок штанг від прямої лінії не повинно перевищувати в будь-якій площині за всією довжиною ланки, що перевіряється. Спряження ланок штанг також повинні забезпечувати прямолінійність.
12.2.1.6 Залежно від виду і стану грунту використовують такі типи крильчатки (додаток М):
- тип І - при випробуваннях глинистих грунтів з 0,5 < il< 0,75, органо-мінеральних грунтів, в тому числі з круп-ноуламковими включеннями розмірами 2 - у кількості 15 % за масою;
- устройства для создания и измерения крутящего момента;
- устройство для вдавливания крыльчатки в грунт.
Для испытания грунта в массиве установку дополняют устройством для отключения крыльчатки от штанг, позволяющим измерять трение штанг о грунт при неподвижной крыльчатке.
12.2.1.2 Конструкция установки должна обеспечивать:
- вдавливание крыльчатки в грунт ниже забоя опытной скважины или в массив и фиксацию ее на заданной глубине:
- передачу крутящего момента на крыльчатку;
- градуировку устройства для измерения крутящего момента;
- фиксирование штанг на заданной глубине, исключающее самопроизвольное вертикальное и горизонтальное перемещения штанг и крыльчатки.
12.2.1.3 Установки должны иметь технический паспорт, инструкцию по эксплуатации и градуировочную таблицу предприятия-изготовителя измерительного устройства.
12.2.1.4 Поверки измерительного устройства необходимо выполнять при получении его с предприятия и перед выездом на полевые работы, но не реже одного раза в 3 месяца, а также после выявления и устранения неисправностей измерительного устройства или замены его деталей. Результаты поверок следует оформлять актами.
12.2.1.5 Периодически необходимо проверять прямолинейность штанг путем их сборки в звенья длиной на ровной поверхности. Отклонение звеньев штанг от прямой линии не должно превышать в любой плоскости по всей длине проверяемого звена. Сопряжения звеньев штанг также должны обеспечивать прямолинейность.
12.2.1.6 В зависимости от вида и состояния грунта используют следующие типы крыльчатки (приложение М):
- тип І - при испытаниях глинистых грунтов с 0,5 < il < 0,75, органо-минеральных грунтов, в том числе с крупнообломочными включениями размерами 2 - в количестве менее 15 % по массе;
ДСТУ Б В.2.1-7-2000 (ГОСТ 20276-99) с.44
- тип II - при випробуваннях глинистих грунтів з iL < 1, органо-мінеральних, у тому числі з крупноуламковими включеннями розміром більше у кількості менше 15 % за масою;
- тип III - при випробуваннях глинистих грунтів з iL > 1, органо-мінеральних і органічних грунтів (без крупноулам-кових включень).
12.2.1.7 Пристрій для вимірювання крут-ного моменту повинен бути проградуйований. За результатами градуювання складають графік (таблицю) залежності крутного моменту М, кН-см від показань вимірювального пристрою N, см, і обчислюють сталу характеристику вимірювального пристрою п, кН, за формулою
- тип II - при испытаниях глинистых грунтов с iL < 1, органо-минеральных. в том числе с крупнообломочными включениями размером более в количестве менее 15 % по массе;
- тип III - при испытаниях глинистых грунтов с iL > 1, органо-минеральных и органических грунтов (без крупнообломочных включений).
12.2.1.7 Устройство для измерения крутящего момента должно быть проградуировано, По результатам градуировки составляют график (таблицу) зависимости крутящего момента М, кН-см от показаний измерительного устройства N, см, и вычисляют постоянную характеристику измерительного устройства п, кН, по формуле
(12.1)
12.2.2 Підготовка до випробування
12.2.2.1 При випробуванні грунту в свердловині проходку дослідної свердловини здійснюють з урахуванням вказівок 4.4.
Вибій дослідної свердловини повинен бути розміщений на 0,4 - вище відмітки випробування грунту.
12.2.2.2 Складену колону штанг з крильчаткою загальною довжиною на 0,8 - більше глибини відмітки випробування грунту вертикально (за виском) опускають у свердловину і плавно вдавлюють у грунт, заглиблюючи крильчатку до відмітки випробування.
12.2.2.3 При випробуванні грунту в масиві крильчатку вдавлюють у грунт, застосовуючи за необхідності важелі, домкрати або спеціальні пристрої, поступово нарощуючи колону штанг.
12.2.2.4 Після занурення верх колони штанг з'єднують з головкою пристрою для створення та вимірювання крутного моменту і записують початкові показання приладів.
12.2.3 Проведення випробування
12.2.3.1 3 допомогою пристрою для створення крутного моменту обертають колону штанг з крильчаткою з кутовою швидкістю 0, 2 - 0,3 град/с. По мірі обертання записують показання приладів для вимірювання крутного моменту до досягнення максимальних показань Nmax , що відповідає максимальному значенню крутного моменту Мmax
12.2.2 Подготовка к испытанию
12.2.2.1 При испытании грунта в скважине проходку опытной скважины осуществляют с учетом указаний 4.4.
Забой опытной скважины должен быть расположен на 0,4 - выше отметки испытания грунта.
12.2.2.2 Собранную колонну штанг с крыльчаткой общей длиной на 0,8 - больше глубины отметки испытания грунта вертикально (по отвесу) опускают в скважину и плавно вдавливают в грунт, заглубляя крыльчатку до отметки испытания.
12.2.2.3 При испытании грунта в массиве крыльчатку вдавливают в грунт, применяя, в случае необходимости, рычаги, домкраты или специальные устройства, постепенно наращивая колонну штанг.
12.2.2.4 После погружения верх колонны штанг соединяют с головкой устройства для создания и измерения крутящего момента и записывают начальные показания приборов.
12.2.3 Проведение испытания
12.2.3.1 С помощью устройства для создания крутящего момента вращают колонну штанг с крыльчаткой с угловой скоростью 0,2 - 0,3 град/с. По мере вращения записывают показания приборов для измерения крутящего момента до достижения максимального показания Nmax, соответствующего максимальному значению крутящего момента Мmax.
ДСТУ Б В.2.1-7-2000 (ГОСТ 20276-99) с.45
12.2.3.2 Далі продовжують обертання з кутовою швидкістю 2-3 град/с до умовної стабілізації значень крутного моменту, що досягається за 2-3 повних оберти штанги, і записують усталене положення Nуст, що відповідає сталому значенню крутного моменту Мс.
12.2.3.3 При випробуванні грунту у свердловинах можна не враховувати тертя штанг крильчатки по грунту і крутний момент на подолання цього тертя Мо приймають рівним нулю.
12.2.3.4 При випробуванні грунту в масиві для визначення Мо від'єднують крильчатку від колони штанг і визначають показання вимірювального приладу Nо, у відповідності з 12.2.3.2.
12.2.3.5 Випробування в масиві можна проводити до глибини, де відношення
При менших значеннях цього відношення випробування слід проводити в свердловині.
12.2.3.6 У процесі випробування ведуть журнал, форма якого наведена в додатку Б.
12.2.4 Обробка результатів
12.2.4.1 За даними випробувань обчислюють крутні моменти Мmax , Мc., і Mo за формулами:
12.2.3.2 Далее продолжают вращение с угловой скоростью 2-3 град/с до условной стабилизации значений крутящего момента, достигаемой за 2-3 полных оборота штанги, и записывают установившееся положение Nуст, соответствующее установившемуся значению крутящего момента Мс.
12.2.3.3 При испытании грунта в скважинах можно не учитывать трение штанг крыльчатки по грунту и крутящий момент на преодоление этого трения Мо принимать равным нулю.
12.2.3.4 При испытании грунта в массиве для определения Мо отсоединяют крыльчатку от колонны штанг и определяют показание измерительного прибора Nо в соответствии с 12.2.3.2.
12.2.3.5 Испытания в массиве можно проводить до глубины, где отношение
При меньших значениях этого отношения испытание следует проводить в скважине.
12.2.3.6 В процессе испытания ведут журнал, форма которого приведена в приложении Б.
12.2.4 Обработка результатов
12.2.4.1 По данным испытаний вычисляют крутящие моменты Мmax , Мc., і Mo по формулам:
(12.2)
(12.3)
(12.4)
де n - стала вимірювального пристрою, кН, яка визначається за результатами градуювання;
Nmax , Nуст – максимальні і усталені показання вимірювального пристрою, см;
Nо - показання вимірювального
пристрою, які характеризують тертя штанг об грунт при відключеній крильчатці, см.
12.2.4.2 За опір грунту зрізу , МПа,
приймають значення, яке визначають за формулоюгде n – постоянная измерительного устройства,
кН, определяемая по результатам
градуирования; измерительного
Nmax , Nуст – максимальное и установившееся показания измерительного прибора, см;
Nо – показание измерительного
устройства, характеризующее трение штанг о грунт при отключенной крыльчатке, см.
12.2.4.2 За сопротивление грунта срезу ,МПа, принимают значение, определяемое по формуле
(12.5)
де В – стала крильчатки, см3 , яка приймається в залежності від типу крильчатки за додатком М.
где B – постоянная крыльчатки, см3 , принимаемая в зависимости от типа крильчатки по приложению М.
ДСТУ Б В.2.1-7-2000 (ГОСТ 20276-99) с.46
12.2.4.3 Для глинистих, органо-мінераль-них і органічних грунтів з IL > 1 у нестабілі-зованому стані визначають кут внутрішнього тертя і питоме зчеплення с, приймаючи умовно
і с=.
12.2.4.4 За значеннями оцінюють ха-
рактер просторової мінливості грунтів у відповідності з ДСТУ Б В.2.1-5-96 (ГОСТ 20522).
12.3 Метод поступального зрізу
13.3.1 Обладнання і прилади
12.3.1.1 До складу устаноки для випробування грунту методом поступального зрізу повинні входити:
- робочий наконечник зі штампами-лопатями або двома рухомими зрізними пластинами;
- штанги (зовнішні і внутрішні або зовнішні і внутрішні з внутрішніми стержнями);
- пристрій для створення і вимірювання нормального тиску до площини зрізу грунту;
- пристрій для створення та вимірювання дотичного навантаження;
- пристрій для вимірювання деформації стиску і зрізу грунту.
12.3.1.2 Конструкція установки повинна забезпечувати:
- заглиблення робочого наконечника в грунт нижче вибою свердловини або в масив;
- фіксацію штанг на заданій глибині, яка виключає передачу нормального тиску та штампи-лопаті;
- передачу і вимірювання нормального рівномірного тиску на розпірний штамп;
- передачу і вимірювання ступінчастого або безперервно зростаючого навантаження на штампи-лопаті і зрізні пластини;
- градуювання вимірювальних пристроїв. Основні параметри установки наведені у додатку П.
12.3.1.3 Прямолінійність штанг зовнішніх і внутрішніх стержнів перевіряють за 12.2.1.5.
12.3.2 Підготовка до випробування
12.3.2.1 При випробуванні грунту у свердловині проходку свердловини здійснюють з урахуванням 4.4.
12.2.4.3 Для глинистых, органо-минераль-ных и органических грунтов с IL > 1 в нестабилизированном состоянии определяют угол внутреннего трения и удельное сцепление с, принимая условно і с=.
12.2.4.4 По значениям оценивают ха-
рактер пространственной изменчивости прочности грунтов в соответствии с ГОСТ 20522.
12.3 Метод поступательного среза
12.3.1 Оборудование и приборы
12.3.1.1В состав установки для испытания грунта методом поступательного среза должны входить:
- рабочий наконечник со штампами-лопастями или двумя подвижными срезными пластинами;
- штанги (наружные и внутренние или наружные и внутренние с внутренними стержнями);
- устройство для создания и измерения нормального давления к плоскости среза грунта;
- устройство для создания и измерения касательной нагрузки;
- устройство для измерения деформации сжатия и среза грунта.
12.3.1.2 Конструкция установки должна обеспечивать:
- погружение рабочего наконечника в грунт ниже забоя скважины или в массив;
- фиксирование штанг на заданной глубине, исключающее передачу нормального давления на штампы-лопасти;
- передачу и измерение нормального равномерного давления на распорный штамп;
- передачу и измерение ступенчатой или непрерывно возрастающей срезающей нагрузки на штампы-лопасти и срезные пластины;
