Определение параметров природного напряженного состояния глинистых грунтов зондом с модулем бокового давления

Статическое зондирование грунтов зондами, оснащенными дополнительными датчиками и устройствами, позволяет в экспресс-режиме, без дополнительных затрат и увеличения продолжительности, одновременно выполнять два и более различного вида испытаний грунтов в условиях их природного залегания. К числу таких зондов относится наконечник с дополнительным модулем бокового давления (включает обычно датчики полного и порового давлений). В статье изложены результаты экспериментальных исследований по использованию измерений модулем бокового давления для определения параметров природного напряженного состояния глинистых грунтов (коэффициента бокового давления грунта в покое, эффективного напряжения предварительного уплотнения, напряжения переуплотнения, коэффициента переуплотнения грунта, природного полного и эффективного горизонтального напряжения в грунте). В экспериментах применялся модуль с тремя парами датчиков, расположенных на участках с разными диаметрами. Приведены результаты статистического анализа связей между параметрами зондирования (рассматривалось 26 прямых и комбинированных типов) и природного напряженного состояния глинистых грунтов. Показано, что с наибольшей точностью определяются коэффициент бокового давления грунта в покое, коэффициент переуплотнения грунта, природное полное горизонтальное напряжение в грунте. Приведены эмпирические зависимости, рекомендуемые для практического использования при геотехнических изысканиях и расчетах, в том числе в программных комплексах, реализующих численные методы (PLAXIS, MIDAS GTS, Z-Soil и др.).

О.Н. ИСАЕВ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Р.Ф. ШАРАФУТДИНОВ, канд. техн. наук,
Д.С. ЗАКАТОВ, магистр

НИИОСП им. Н.М. Герсеванова АО «НИЦ «Строительство» (109428, г. Москва, Рязанский пр., 59)

1. Болдырев Г.Г. Руководство по интерпретации данных испытаний методами статического и динамического зондирования для геотехнического проектирования. М.: ООО «Прондо», 2017. 476 с.
1. Boldyrev G.G. Rukovodstvo po interpretacii dannyh ispytanij metodami staticheskogo i dinamicheskogo zondirovanija dlja geotehnicheskogo proektirovanija [Guide to the interpretation of test data by static and dynamic sensing methods for geotechnical design]. Moscow: Prondo. 2017. 476 p.
2. Рыжков И.Б., Исаев О.Н. Статическое зондирование грунтов. М.: АСВ, 2010. 496 с.
2. Ryzhkov I.B., Isaev O.N. Staticheskoe zondirovanie gruntov [Cone penetration testing of soils]. Moscow: ASV. 2010. 496 p.
3. Ryzhkov I.B., Isaev O.N. Cone penetration testing of soils in geotechnics. Stockholm, Sweden: Bokforlaget Efron & Dotter AB, 2016. 385 p.
4. Lunne T., Robertson P.K., Powell J.J.M. Cone penetration testing in geotechnical practice. London and New York: Spon Press. 2004. 312 p.
5. Bayne J.M., Tjelta T.I., Advanced cone penetrometer development for in-situ testing at Gulfaks C. Proceedings Offshore Technology Conference, Houston, USA, 1987. Paper No. 5420, pp. 531–540.
6. Campanella R.G., Sully J.P., Greig J.W., Jolly G. Research and development of a lateral stress piezocone. Transportation Research Record. 1990, No. 1278, pp. 215–224, URL: http://onlinepubs.trb.org/Onlinepubs/trr/1990/1278/1278-026.pdf
7. Howie J.A., Campanella R.G., Rivera Cruz I. Evaluation of the UBC lateral stress module. Proceedings of the 3rd International Symposium on Cone Penetration Testing, Las Vegas, USA. 2014, pp. 497–505.
8. Huntsman S.R. Determination of in-situ lateral pressure of cohesionless soils by static cone penetrometer. Ph.D. Thesis, University of California at Berkeley, USA. 1985.
9. Huntsman S.R., Mitchell J.K., Klejbuk L.W.Jr., Shinde S.B. Lateral stress measurement during cone penetration. Proceedings of the Conference of Use of In-Situ Tests in Geotechnical Engineering, Blacksburg, VA, USA. 1986, pp. 617–634.
10. Masood T. Determination of lateral earth pressure in soils by in-situ measurement. Ph.D. Thesis, University of California at Berkeley, USA. 1990.
11. Sully J.P., Campanella R.G. Measurement of lateral stress in cohesive soils by full-displacement in-situ test methods. Transportation Research Record. 1990, 1278, pp. 164–171. URL: http://onlinepubs.trb.org/Onlinepubs/trr/1990/1278/1278-021.pdf
12. Sully J.P., Campanella R.G. Effect of lateral stress on CPT penetration pore pressures. Journal of Geotechnical Engineering. ASCE. 1991. No. 117 (7), pp. 1082–1088.
13. Takesue K., Isano T. Development and application of a lateral stress cone. Proceedings of the International Conference on In-situ Measurement of Soils Properties and Case Histories. Bali, India. 2001, pp. 623–629.
14. Tseng Dar-Jen. Prediction of cone penetration resistance and its application to liquefaction assessment. Ph. D. Thesis, University of California at Berkeley, USA. 1989.
15. Vlasblom A. The electrical penetrometer; a historical account of its development. LGM. Mededelingen, Part XXII. 1985.
16. Исаев О.Н., Шарафутдинов Р.Ф., Закатов Д.С. Длительные диссипационные испытания грунта 3LSU-CPTU зондом // Вестник НИЦ «Строительство». 2020. № 3 (26). C. 50–62.
16. Isaev O.N., Sharafutdinov R.F., Zakatov D.S. Long-term dissipation tests of soil with a 3LSU-CPTU probe. Vestnik NITs «Stroitel’stvo». 2020. No. 3 (26), pp. 50–62.
17. Casagrande A. The determination of the preconsolidation load and its practical significance. Proc. First Intern. Conf. on Soil Mech. & Found. Eng. Cambridg. 1936, pp. 60–64.
18. Becker D.B., Crooks J.H.A., Been K. & Jefferis M.G. Work as criterion for determining in-situ & yield stresses clays. Can Geotech. J., 1987. No. 24, pp. 549–594.
19. Meyerhof G.G., Bearing capacity and settlement of pile foundations. Journal of Geotechnical Engineering. ASCE. 1976. Vol. 102. GT3, pp. 197–228.
20. Jaky J. Anyugalmi nyomas tenyezoje (The coefficient of earth pressure at rest). Magyar Mernok es Epitesz Egylet Kozlonye (Journal for Society of Hungarian Architects and Engineers). 1944, October, pp. 355–358.
21. Исаев О.Н., Шарафутдинов Р.Ф., Закатов Д.С., Бауков А.Ю., Павлов С.В. Зонд для статического зондирования грунтов с модулем бокового давления (3LSU-CPTU) // Геотехника. 2020. № 1. C. 60–72.
21. Isaev O.N., Sharafutdinov R.F., Zakatov D.S., Baukov A.Yu., Pavlov S.V. Probe for cone penetration testing of soils with a lateral pressure module (3LSU-CPTU). Geotechnika. 2020. No. 1, pp. 60–72. (In Russian).