9.3 Підготовка до випробування
9.3.1 Гірлянду пресиометрів підключають до навантажувально-вимірювального пристрою і роміщують пресиометри симетрично відносно штампів обсадних труб.
9.3.2 Буріння свердловини проводять зі спеціальними обсадними трубами. Після витягання бурового інструменту у вільну порожнину обсадних труб опускають гірлянду пресиометрів, які фіксують автоматично по відношенню до штампів обсадних труб із допомогою спеціального фіксуючого пристрою.
9.4 Проведення випробування
9.4.1 В камерах пресиометрів створюють тиск ступенями по 0,025 МПа до моменту стикання пресиометра зі штампами обсадних труб, а далі - ступенями тисків, указаними в таблицях 5.2- 5.4.
9.4.2 Відліки за приладами для вимірювання деформацій на кожному ступені тисків проводять за 7.4.4.
9.4.3 Режим випробування призначають за 6.4.3.
9.4.4 У процесі випробувань ведуть журнал, форма якого наведена у додатку Б.
9.5 Обробка результатів
9.5.1 Обробку результатів випробувань проводять за 7.5.
10 МЕТОД ВИПРОБУВАННЯ ГАРЯЧИМ ШТАМПОМ
10.1 Суть методу
10.1.1 Випробування гарячим штампом проводять для визначення таких характеристик деформованості мерзлого грунту:
9.2.2 Штампы-лопасти должны иметь форму прямоугольного цилиндрического сектора с радиусом, соответствующим радиусу скважины, и площадь не менее 150 см2. Соотношение сторон штампа-лопасти должно быть не более 3:1.
9.2.3 Измерение перемещений штампов-лопастей осуществляют с помощью электрических датчиков сопротивлений, установленных на каждом прессиометре гирлянды.
9.2.4 Расстояния между центрами прессио-метров и штампами обсадных труб должны быть равны между собой и составлять не менее 1,5 размеров штампов по высоте.
9.3 Подготовка к испытанию
9.3.1 Гирлянду прессиометров подключают к нагрузочно-измерительному устройству и располагают прессиометры симметрично относительно штампов обсадных труб.
9.3.2 Бурение скважин производят со специальными обсадными трубами. После извлечения бурового инструмента в свободную полость обсадных труб опускают гирлянду прессиометров, которые фиксируют автоматически по отношению к штампам обсадных труб с помощью специального фиксирующего устройства.
9.4 Проведение испытания
9.4.1 В камерах прессиометров создают давление ступенями по 0,025 МПа до момента соприкосновения прессиометра со штампами обсадных труб, а далее - ступенями давлений, указанными в таблицах 5.2 - 5.4.
9.4.2 Отсчеты по приборам для измерения деформаций на каждой ступени давлений производят по 7.4.4.
9.4.3 Режим испытаний назначают по 6.4.3.
9.4.4 В процессе испытания ведут журнал, форма которого приведена в приложении Б.
9.5 Обработка результатов
9.5.1 Обработку результатов испытаний производят по 7.5.
10 МЕТОД ИСПЫТАНИЯ ГОРЯЧИМ
ШТАМПОМ
10.1 Сущность метода
10.1.1 Испытание горячим штампом проводят для определения следующих характеристик деформируемости мерзлого грунта:
ДСТУ Б В.2.1-7-2000 (ГОСТ 20276-99) с.26
коефіцієнта відтавання Ath, коефіцієнта стисливості т, модуля деформації Е.
10.1.2 Характеристики визначають за результатами навантажування грунту вертикальним навантаженням у вибої гірничої виробки (відкритої або підземної) або безпосередньо на поверхні грунту з допомогою штампа із внутрішнім обігріванням.
Результати випробування оформлюють у вигляді графіків залежності осідання штампа від навантаження.
10.1.3 При випробуванні грунту в шурфі розміри шурфа визначають у залежності від необхідності кріплення його стін і глибини проходки. Мінімальні розміри шурфа в плані - 2,0 х .
10.1.4 Висота гірничої виробки при проведенні випробувань у штольні (штреку) визначається габаритами установки, що застосовується для випробувань, і повинна бути не менше .
10.1.5 Проходку гірничих виробок слід здійснювати з урахуванням вимог 4.7
10.1.6 Технологію проходки виробки слід приймати за умови збереження природної будови мерзлих грунтів.
10.1.7 Площадка для проведення випробувань повинна бути спланована і оконтурена водовідвідною канавою.
10.2 Обладнання та прилади
10.2.1 До складу установки для випробування грунту гарячим штампом повинні входити:
- штамп із внутрішнім обігріванням;
- обігрівний пристрій;
- пристрій для створення і вимірювання навантаження на штамп;
- пристрій для вимірювання осідання штампа і температури грунту;
- насос для відкачування води.
10.2.2 Конструкція установки повинна забезпечувати:
- навантажування штампа ступенями тиску по 0,01-0,1 МПа;
- центровану передачу навантаження на штамп;
- сталість тиску на кожному ступені навантаження;
- виключення поздовжнього вигину труб-штанг (кріплення труб-штанг при великій глибині випробувань за чотирма напрямками).
коэффициента оттаивания Аth, коэффициента сжимаемости т, модуля деформации Е.
10.1.2 Характеристики определяют по результатам нагружения грунта вертикальной нагрузкой в забое горной выработки (открытой или подземной) или непосредственно на поверхности грунта с помощью штампа с внутренним обогревом.
Результаты испытания оформляют в виде графиков зависимости осадки штампа от нагрузки.
10.1.3 При испытании грунта в шурфе размеры шурфа определяют в зависимости от необходимости крепления его стен и глубины проходки. Минимальные размеры шурфа в плане - 2,0 х .
10.1.4 Высота горной выработки при проведении испытаний в штольне (штреке) определяется габаритами установки, применяемой для испытаний, и должна быть не менее .
10.1.5 Проходку горных выработок следует осуществлять с учетом требований 4.7.
10.1.6 Технологию проходки выработки следует принимать из условия сохранения естественного сложения мерзлых грунтов.
10.1.7 Площадка для проведения испытаний должна быть спланирована и оконтурена водоотводной канавой.
10.2 Оборудование и приборы
10.2.1 В состав установки для испытания грунта горячим штампом должны входить:
- штамп с внутренним обогревом;
- обогревающее устройство;
- устройство для создания и измерения нагрузки на штамп;
- устройство для измерения осадок штампа и температуры грунта;
- насос для откачки воды.
10.2.2 Конструкция установки должна обеспечивать:
- нагружение штампа ступенями давления по 0,01-0,1 МПа;
- центрированную передачу нагрузки на штамп;
- постоянство давления на каждой ступени нагружения;
- исключение продольного изгиба труб-штанг (крепление труб-штанг при большой глубине испытаний по четырем направлениям).
ДСТУ Б В.2.1-7-2000 (ГОСТ 20276-99) с.27
10.2.3 Штамп повинен бути жорстким, круглим та плоским із суцільною підошвою площею F = 5000 см2.
Конструкція штампа повинна забезпечувати рівномірне нагрівання його днища електронагрівниками або гарячою водою до температури не більше 90°С.
10.2.4 Обігрівальний пристрій повинен бути розміщений по периметру штампа (завширшки 0,3 його діаметра) і повинен забезпечувати рівномірне відтавання грунту під штампом. При випробуванні грунтів із природною вологістю вище вологості на межі текучості повинно бути передбачене приван-таження обігрівального пристрою, яке відповідає вертикальному нормальному напруженню від власної ваги грунту на відмітці випробування.
10.2.5 Навантажування штампа здійснюють домкратом або тарованим вантажем.
10.2.6 Пристрій для вимірювання осідання штампа повинен відповідати вимогам 5.2.6 та 5.2.7.
10.3 Підготовка до випробування
10.3.1 На підготовлений вибій гірничої виробки по її центру або безпосередньо на поверхню грунту встановлюють штамп із внутрішнім обігріванням, монтують пристрій для навантажування штампа, реперну систему з приладами для вимірювання осідання штампа.
10.3.2 Поверхня грунту в межах площі встановлення штампа повинна бути зачищена до непорушеного мерзлого грунту і ретельно спланована. Для досягнення щільного контакту підошви штампа з грунтом під штамп улаштовують подушку із маловологого піску середньої крупності завтовшки не більше 1 - для глинистих і не більше - для вели-коуламкових грунтів.
10.3.3 Контроль глибини відтавання грунту під штампом проводять з допомогою температурних датчиків і металевого щупа. Температурні датчики встановлюють з інтервалом в у 2 свердловини діаметром 3 і глибиною до , пробурені по краях штампа. Свердловини необхідно ретельно гід-роізолювати охолодженим глинистим грунтом.
10.3.4 Перед початком випробувань для досягнення повного контакту штампа із грунтом, обтиску всіх конструктивних елементів установки і для виключення розущільнення мерзлого грунту слід прикласти на штамп (без включення його обігріву) навантаження
10.2.3 Штамп должен быть жестким, круглым и плоским со сплошной подошвой площадью F = 5000 см2.
Конструкция штампа должна обеспечивать равномерный нагрев его днища электронагревателями или горячей водой до температуры не более 90°С.
10.2.4 Обогревающее устройство должно быть расположено по периметру штампа (шириной 0,3 его диаметра) и должно обеспечивать равномерное оттаивание грунта под штампом. При испытании грунтов с естественной влажностью выше влажности на границе текучести должна быть предусмотрена пригрузка обогревающего устройства, соответствующая вертикальному нормальному напряжению от собственного веса грунта на отметке испытания.
10.2.5 Нагружение штампа осуществляют домкратом или тарированным грузом.
10.2.6 Устройство для измерения осадок штампа должно отвечать требованиям 5.2.6 и 5.2.7.
10.3 Подготовка к испытанию
10.3.1 На подготовленный забой горной выработки по ее центру или непосредственно на поверхность грунта устанавливают штамп с внутренним обогревом, монтируют устройство для нагружения штампа, реперную систему с приборами для измерения осадок штампа.
10.3.2 Поверхность грунта в пределах площади установки штампа должна быть зачищена до ненарушенного мерзлого грунта и тщательно спланирована. Для достижения плотного контакта подошвы штампа с грунтом под штамп устраивают подушку из маловлажного песка средней крупности толщиной не более 1 - для глинистых и не более - для крупнообломочных грунтов.
10.3.3 Контроль глубины оттаивания грунта под штампом проводят с помощью температурных датчиков и металлического щупа. Температурные датчики устанавливают с интервалом в в 2 скважины диаметром 3 - и глубиной до , пробуренные по краям штампа. Скважины необходимо тщательно гидроизолировать охлажденным глинистым грунтом.
10.3.4 Перед началом испытаний для достижения полного контакта штампа с грунтом, обжатия всех конструктивных элементов установки и для исключения разуплотнения мерзлого грунта следует приложить на штамп (без включения его обогрева) нагрузку
ДСТУ Б В.2.1-7-2000 (ГОСТ 20276-99) с.28
обтиску, що відповідає вертикальному нормальному напруженню від власної ваги грунту ?? rg,о на відмітці випробування (з урахуванням власної ваги штампа і деталей установки, незбалансованих противагою), але не менше 0,05 МПа. Навантаження слід витримувати до умовної стабілізації деформації грунту (осідання штампа). Потім (без скидання навантаження обтиску) встановлюють показання приладів на нульові поділки.
10.4 Проведення випробування
10.4.1 Випробування виконують за два етапи:
- 1-й етап - створення під штампом зони розмороженого грунту на глибину 0,5 діаметра штампа під тиском р, який відповідає напруженню ?? rg,о на відмітці випробування (у перший ступінь тиску включають вагу штампа і деталей установки, незбалансованих противагами);
- 2-й етап - ущільнення розмороженого грунту ступінчасто-зростаючим навантаженням. Загальна кількість ступенів тиску повинна бути не менше п'яти.
10.4.2 На першому етапі випробувань включають обігрівання штампа з допомогою обігрівального пристрою.
Обігрівання штампа провадять доти, поки глибина відтавання під штампом не дорівнюватиме 25 - . Після цього обігрівання припиняють і подальше-відтавання грунту до глибини 0,5 діаметра штампа (приблизно ) відбувається за рахунок запасу тепла в розмороженому шарі.
При зниженні температури грунту на глибині нижче 0°С слід проводити короткочасне обігрівання штампа, що забезпечує підтримку відтавання грунту під штампом протягом випробування до глибини, яка дорівнює 0,5 діаметра штампа.
10.4.3 Відлітки за температурними датчиками необхідно проводити на першому етапі випробування спочатку через кожну годину, а по мірі наближення межі відтавання до глибини - через кожні 15 хв. На другому етапі випробування відліки за температурними датчиками знімають один раз перед прикладенням чергового ступеня тиску.
10.4.4 Заміри глибини відтавання грунту металевим щупом слід проводити на першому етапі випробування двічі: після припинення прогрівання і при досягненні нульових температур на глибині , а на другому етапі -
обжатия, соответствующую вертикальному нормальному напряжению от собственного веса грунта ?? rg,о на отметке испытания (с учетом собственного веса штампа и деталей установки, несбалансированных противовесом), но не менее 0,05 МПа. Нагрузку следует выдерживать до условной стабилизации деформации грунта (осадки штампа). Затем (без сброса нагрузки обжатия) устанавливают показания приборов на нулевые деления.
10.4 Проведение испытания
10.4.1 Испытание выполняют в два этапа:
- 1-й этап - создание под штампом зоны оттаявшего грунта на глубину 0,5 диаметра штампа под давлением р, соответствующим напряжению ?? rg,о на отметке испытания (в первую ступень давления включают вес штампа и деталей установки, несбалансированных противовесами);
- 2-й этап - уплотнение оттаявшего грунта ступенчато-возрастающей нагрузкой. Общее количество ступеней давления должно быть не менее пяти.
10.4.2 На первом этапе испытаний включают обогрев штампа с помощью обогревающего устройства.
Обогрев штампа производят до тех пор, пока глубина оттаивания под штампом не станет равной 25 - . После этого обогрев прекращают и дальнейшее оттаивание грунта до глубины 0,5 диаметра штампа (примерно ) происходит за счет запаса тепла в оттаявшем слое.
