Главная страница >> Водонасыщенные глинистые грунты >> Методы отбора образцов грунта с ненарушенной структурой

Методы отбора образцов грунта с ненарушенной структурой

Очень часто при отборе образцов природная структура грунта нарушается. Установлено, что в водонасыщенных глинистых недоуплотненных под действием собственного веса грунтах природного сложения поровая вода находится под определенным давлением. Величина этого давления существенно зависит от глубины расположения образца и фильтрационных свойств грунтов этого слоя. При отборе образцов условия дренирования резко изменяются и грунт образца под действием порового давления разуплотняется. Поэтому необходимо при отборе образцов с большой глубины применять такие приборы, чтобы под действием природного порового давления, которое по данным наших исследований может достигать 0,6 кгс/см2, не произошло расширения образца. Чем больше размер извлекаемого образца, тем меньше влияние этого давления на изменение его объема.

Для сохранения природной структуры грунта образцы слабых водонасыщенных грунтов необходимо отбирать в металлические обоймы с жесткими стенками. Размеры образцов должны быть не менее 25X25X25 см. Образцы такого размера можно испытывать на компрессионных и срезных приборах с трехкратной повторностью опытов, а при исследованиях этих образцов в приборах трехосного сжатия удается вырезать из одного монолита три-четыре образца-близнеца, которые необходимы для обоснованного суждения о прочностных характеристиках слабых грунтов.

В настоящее время для отбора образцов из буровых скважин применяются грунтоносы различных видов. Вопросам методики и техники отбора монолитов грунтов было даже посвящено совещание, которое проходило в 1966 г. в Белгороде. Для изучения возможности применения грунтоносов различной конструкции в слабых водонасыщенных глинистых грунтах были проведены исследования в МИСИ им. В. В. Куйбышева. Эти исследования показали, что для отбора слабых водонасыщенных глинистых грунтов необходимо применять грунтоносы, которые погружаются в грунт путем задавливания. Скорость задавливания должна быть не более 3 м/мин. Грунтоносы внутренним диаметром 10 см следует задавливать на глубину до 50 см.

Исследования проводились на образцах ила оз. Сиваш, отобранных одним и тем же тонкостенным, безвакуумным грунтоносом с одной и той же площадки при различной методике погружения. В одном случае грунтонос залавливали, в другом - забивали, а в третьем - погружали вибрационным способом. Из отобранных монолитов были вырезаны и исследованы в компрессионных приборах конструкции Гидропроекта кольца образца грунта площадью 60 см2. При изменении давления от 0 до 1 кгс/см2 коэффициент сжимаемости грунта, отобранного грунтоносом по методу задавливания, был равен 0,072 см2/кгс. Коэффициент сжимаемости образцов, отобранных при помощи забивного грунтоноса, был равен (для этого же диапазона давлений) 0,104 см2/кгс. Для образца же, отобранного грунтоносом, погруженным вибрационным способом, коэффициент сжимаемости для этого же диапазона давлений составлял 0,133 см2/кгс.

Как показали исследования, проведенные А. А. Васильевым, при отборе образцов пластичной консистенции грунтоносами диаметром 100 мм и более по периферийной зоне монолита (примыкающей к тонкостенной металлической гильзе) появляется зона нарушенной структуры. Средняя величина этой зоны у пластичных глинистых грунтов составляет 14 мм, а у текучих глинистых грунтов (даже при отборе грунтоносами внутренним диаметром 78 мм и высотой 700 мм) - всего около 3 мм.