Развитие неразрушающих методов предварительной геотехнической оценки грунтовых оснований

ОСНОВАНИЯ И СООРУЖЕН

ФУНДАМЕНТЫ, ИЯ. МЕХАНИКА

ПОДЗЕМНЫЕ ГРУНТОВ

УДК 624.131 DOI: 10.22227/1997-0935.2018.12.1448-1473

Развитие неразрушающих методов предварительной геотехнической оценки грунтовых оснований

В.В. Антипов, В.Г. Офрихтер

Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ), 614990, г. Пермь, Комсомольский пр-т, д. 29

АННОТАЦИЯ

Введение. Для проведения оперативной предварительной геотехнической оценки грунта можно использовать современные неразрушающие методы, одним из которых является многоканальный анализ поверхностных волн (МАПВ), позволяющий в короткие сроки и с минимальными затратами измерить скорости поперечных волн и построить волновой разрез исследуемого напластования. От полученных скоростей можно перейти к начальному модулю сдвига при малых деформациях. Однако для оценки деформационных характеристик грунтов необходимы модули деформации, прямым методом определения которых в полевых условиях являются штамповые испытания. Цель выполненных исследований — установление корреляционной зависимости между модулем деформации, полученным из штамповых испытаний, и начальным модулем сдвига, определенным по данным волнового анализа методом МАПВ. Материалы и методы. Штамповые испытания проводились штампами различной площади. По полученным графикам зависимости осадки штампа от нагрузки рассчитывался модуль деформации. Для проведения сравнительного анализа значения модулей деформации различных штампов приводились к модулю деформации штампа площадью 5000 см2 с помощью поправочных коэффициентов. Волновой анализ осуществлялся активным методом МАПВ. Результаты. В процессе сравнительного анализа определен коэффициент корреляции между модулем деформации и начальным модулем сдвига для двух случаев: модуль деформации определен строго по ГОСТ 20276-2012; модуль деформации определен для интервала нагружения 0,050-0,125 МПа. В первом случае установлена характерная зависимость уменьшения коэффициента корреляции в интервале 0,474-0,147 при увеличении удельного веса грунта с $ в интервале 16,3-20,7 кН/м3. Представлены уравнения регрессии для обоих рассматриваемых случаев.

Выводы. По результатам полевых испытаний установлена зависимость между результатами штамповых испытаний и волнового анализа методом МАПВ. Полученное эмпирическое уравнение регрессии позволяет оценить величину

сч сч сч сч

т- т* (V и 3 > (Л с «

т (О т-

модуля деформации грунта по результатам волнового анализа и оперативно выполнить геотехническую оценку ос-^ Е нования.

> КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: штамповые испытания, волновой анализ, многоканальный анализ поверхностных волн,

МАПВ, модуль деформации, начальный модуль сдвига, геотехническая оценка основания

„ <й ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Антипов В.В., Офрихтер В.Г Развитие неразрушающих методов предварительной гео-

с с технической оценки грунтовых оснований // Вестник МГСУ. 2018. Т. 13. Вып. 12. С. 1448-1473. DOI: 10.22227/1997-

Т= '5? 0935.2018.12.1448-1473 О ш

<л

тЕ .2

CL (Л

со О

О) "

СТ>

(Я

Development of nondestructive techniques of preliminary soil foundations

geotechnical assessment

Vadim V. Antipov, Vadim G. Ofrikhter

Perm National Research Polytechnic University (PNRPU), 29 Komsomolsky prospekt, Perm, 614990, Russian Federation

V o ABSTRACT

o> ^ Introduction. Modern nondestructive techniques of wave analysis can be applied for the rapid preliminary geotechnical soil

assessment. One of these techniques is Multichannel Analysis of Surface Waves (MASW) which allows to obtain velocities

^ ct profile of shear waves and an initial shear modulus for upper section at minimal duration and labor costs. But for soil

02 T3 deformation properties assessment it is required a deformation modulus obtained by means of direct technique of plate load

$ test. The purpose of the performed study is assessment of the correlation between plate load test deformation modulus and

o initial shear modulus obtained via wave analysis.

CL Materials and methods. Plate load tests were carried out for various plates and moduli of deformation were calculated.

* Deformation modulus adjustment factors were applied to perform a comparative analysis of different sizes plates at 5000

O Jj cm2 plate. Wave analysis was carried out by the active method of MASW.

(9 Results. During comparative analysis a correlation coefficient was evaluated for two cases: the deformation modulus

^ S was determined strictly according to GOST 20276-2012; deformation modulus was determined for the loading interval

S 0.050-0.125 MPa. In the first case "correlation coefficient-unit weight" indicative dependence was observed. The regression

¡E £ equations for the both cases was presented.

jj jj Conclusions. Correlation between two types of tests was performed by results of in-situ tests. The proposed empirical

10 > regression equation allows to obtain the value of the deformation modulus on the basis of wave analysis data and to perform rapidly a soil foundation geotechnical assessment for the future construction.

1448 © B.B. AHTunoB, B.r OtppuxTep, 2018

KEYWORDS: plate load tests, PLT, wave analysis, multichannel analysis of surface waves, MASW, deformation modulus, initial shear modulus, soil foundation geotechnical assessment

FOR CITATION: Antipov V.V., Ofrikhter V.G. Development of nondestructive techniques of preliminary soil foundations geotechnical assessment. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering], 2018; 13:12:14481473. DOI: 10.22227/1997-0935.2018.12.1448-1473 (rus.).

ВВЕДЕНИЕ

G0=PV;, Па.

Предварительная оценка геотехнической ситуации площадки позволяет произвести технико-экономический анализ объекта реконструкции или нового строительства. Предварительная геотехническая оценка включает: определение геотехнической категории объекта строительства или реконструкции, анализ близлежащих сооружений, назначение объема изыскательских работ, определение вариантов устройства подземной части объекта строительства или реконструкции и их экономическое сравнение. Для корректного выбора вариантов конструктивного решения подземной части будущего сооружения необходимо знать имеющееся напластование грунтов на площадке строительства, их физико-механические характеристики и наличие аномальных включений (шахты, полости трубопроводов, иные подземные сооружения и т.п.), что позволит максимально корректно выполнить технико-экономическое обоснование. Современные неразрушаю-щие методы исследований позволяют оперативно и с минимальными затратами построить разрезы грунтовых напластований и оценить физико-механические характеристики грунтов. Одним из таких методов является метод многоканального анализа поверхностных волн (МАПВ).

Впервые этот метод был представлен в работе [1], он продолжает развиваться и совершенствоваться и в настоящее время [2, 3]. Многоканальный волновой анализ описывался и применялся учеными К.Б. Парк, Миллер, С. Фоти, ДжН. Луи, К. Суто и др. [4-7]. Результаты современных исследований по применению методов волнового анализа для геотехнической оценки грунтовых напластований изложены в статьях [8-12]. Практическое применение различных современных модификаций волнового анализа описано в публикациях [13-15]. Авторами настоящего исследования также проводился ряд натурных и численных экспериментов для определения возможности применения волнового анализа для геотехнических расчетов [16-20]. Метод МАПВ используется для получения скорости поперечных волн в слоистой грунтовой толще. От полученных скоростей можно перейти к начальному модулю сдвига при малых деформациях по известной зависимости [6].

где р — плотность грунта, определенная по результатам лабораторных исследований, кг/м3; F — скорость поперечной волны в слое, м/с.

Имеющиеся в литературе зависимости позволяют определять характеристики грунта по данным волнового анализа лишь для упругой зоны [6, 21-23]. В нормативной документации РФ методика волнового анализа не имеет четкого прописанного алгоритма, а сам волновой анализ отмечается в нормативном документе СП 11-105-97 «Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть VI. Правила производства геофизических исследований» в виде сейсмического или сейсмоаку-стическош метода определения характеристик грунта. Также в СП 11-105-97 часть VI указано большое количество эмпирических зависимостей для определения физических, прочностных и деформационных характеристик различных видов грунтов по данным волнового анализа, в том числе зависимости модуля деформации от скорости продольной волны и модуля Юнга (в (1)-(4) в качестве примера приведены формулы из Приложения Е СП 11-105-97 часть VI соответственно для скальных/полускальных грунтов, песков от крупных до гравелистых выше УГВ, песчано-глинистых грунтов, глин твердых и полутвердых), которые могут потребовать дополнительной проверки. Определение скорости продольных волн в зоне малых скоростей верхней части разреза — значительно более трудоемкий процесс по сравнению с МАПВ. По данным МАПВ определяются скорости поверхностных и поперечных волн, а также начальный модуль сдвига. Для практических целей полезно установление зависимости между скоростью волн сдвига, начальным модулем сдвига и модулем деформации грунта по результатам испытаний штампом.

Е = 0,826 • Ю-4 Е1-6*2:

£ = 0.14F +0.19F-27;

Е = 0,1ре

/(0,126+31).

Е = 12,2 + 0,007F + 8,6v + 0,03z,

< П

<D (D W О

is

О %

"о с ч

о о CD

CD _

Q-. СО

=! СО

(Q 2 сл

а ю

8 S

8 S

« ™

СО "О

БГ =

со со

ё

о ^

СО

о О)

г' ° S. о

ф О

(О i-

=j =J

CD CD CD

5' ю

fr •«

W p

t/Г э (я «< с о <D X -л. л JO JO

10 10 о о

-А л

00 00

со во

г г О О

N N

еч ei

*- г

К ш

U 3

> (Л

С И

öS n

т-

li

<D <U cz £=

1= '«? O^

о ^ о

CD О CD 44 °

о

CO

CM £

CO

ra

Ol CO

« I

со О

О) "

a>

'S

Z CT CO £= CO T3 — <u <u о о

С w

8 I * iE 3s

О (П

где £'ю — упругий модуль Юнга, МПа; Vp, V — скорости продольной и поперечной волн соответственно, м/с; v — коэффициент Пуассона; z — глубина, м.

Для установления корреляционной зависимости использованы результаты определения модуля деформации при испытаниях грунтов штампом по ГОСТ 20276-2012 «Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости». Согласно этому документу, модуль деформации определяется на прямолинейном участке осадочной кривой штамповых испытаний, соответствующему четвертой точке графика, считая от точки принятого начального давления. Полученный по результатам испытаний штампом модуль деформации грунта принимается за истинную величину [24-26] и используется при проектировании фундаментов под будущие здания и сооружения по второй группе предельных состояний по СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений».

Целью выполненных исследований является установление корреляционной зависимости между начальным модулем сдвига, определенным по данным МАПВ, и модулем деформации, по результатам испытания грунтов штампом по ГОСТ 20276-2012.

МЕТОДИКА

И ОПИСАНИЕ ПЛОЩАДОК

Испытания грунтов штампом

Испытания грунтов штампом регламентируются разд. 5 ГОСТ 20276-2012. Метод штамповых испытаний используется для определения модуля деформации E минеральных, органо-минеральных и органических грунтов. Испытание грунта осуществляется круглым жестким штампом стандартного размера (600, 1000, 2500 или 5000 см2), через который прикладывается вертикальная нагрузка. По полученным графикам зависимости осадки штампа от нагрузки рассчитывают модуль деформации по формуле

E =

где v — коэффициент поперечного расширения (Пуассона); Kp — коэффициент, принимаемый в зависимости от заглубления штампа h/D по табл. 5.5. ГОСТ 20276-2012; h — глубина расположения штампа относительно дневной поверхности грунта, см; D — диаметр штампа, см; AP — приращение давления Pn - P МПа, где за Pn принимается значение нагружения штампа по п. 5.5.1 ГОСТ 20276-2012, соответствующее четвертой точке графика на прямолинейном участке, за P0 — начальные значения по п. 5.5.1 ГОСТ 20276-2012, соответствующие вертикальному эффективному напряжению от собственного веса грунта на отметке испытания; AS — приращение осадки штампа Sn - S0, где Sn — осадка штампа при P , S0 — осадка штампа при P см.

За истинное значение модуля деформации принимается модуль Е5000, полученный для штампа площадью 5000 см2 [24-26]. Модуль деформации, определенный по испытаниям штампом площадью 600 см2 приводится к модулю Е по формуле [27]:

E5000 E600 ' m,

где Е600 — модуль деформации, определенный для штампа площадью 600 см2; т — поправочный коэффициент В.М. Чижевского в зависимости от коэффициента пористости е по табл. 3 [27].

Для штампов другой площади согласно [27] можно использовать зависимость (7) с коэффициентом т, определенным по формуле из прил. В СП 23.13330.2011 «Основания гидротехнических сооружений»:

A

A

где А5000 — площадь штампа 5000 см2; Л. — площадь штампа / см2; п — параметр приведения по прил. В СП 23.13330.2011 «Основания гидротехнических сооружений»; для пылевато-глинистых грунтов п = 0,15 - 0,3; для песчаных грунтов п = 0,25 - 0,5.

Многоканальный анализ поверхностных волн

МАПВ основан на регистрации поверхностных волн Рэлея от различных источников и последующем анализе полученных годографов для определения скоростей поперечных V волн для слоистой модели грунта. Полученные скорости представляются в виде профиля Ш, 2D или 3D распределения скоростей поперечных волн в зоне малых скоростей (ЗМС) верхней части разреза (ВЧР). МАПВ может выполняться по активной, пассивной или комбинированной схемам [2, 17]. Во всех испытаниях настоящего исследования использовалась активная схема.

При проведении экспериментов применялась фланговая система наблюдения из 24 приемников (вертикальных, низкочастотных геофонов 10 Гц), соединенных с компьютером через интерфейс посредством косы с телеметрическими модулями (система ТЕЛСС-3), а также источника колебаний в виде кувалды 4 кг и металлической плиты основания. Параметры системы наблюдения подбирались по рекомендациям [2]. Принципиально использовались две схемы расстановки системы наблюдения в зависимости от условий стесненности площадки: коса длиной 46 м с шагом приемников 2 м и коса длиной 11,5 м с шагом приемников 0,5 м. На всех площадках либо отсутствовали, либо были минимальны пассивные источники колебаний, вызывающие шумы при записи, в связи с чем во всех случаях производилось накопление из пяти ударов.

Запись велась с помощью телеметрической сейсморазведочной станции ТЕЛСС-3 и вертикальных геофонов. Обработка волновых данных производилась в программном комплексе RadExPro 2014

m =

Starter в полуавтоматическом режиме. По полученным значениям скоростей поперечных волн в слоях грунта, где проводились штамповые испытания, определялись начальные модули сдвига по зависимости (1). Необходимо отметить, что в статье [28] предложена зависимость (9), по которой можно оценивать удельный вес грунта в зависимости от скорости поперечной волны:

Y = 8,32lg

где у — удельный вес грунтового слоя, кН/м3; z — глубина подошвы слоя, м.

Описание площадок

Испытания проводились на пяти площадках г. Перми и Пермского края. На каждой площадке анализ проводился для слоя грунта, который подвергался штамповым испытаниям при инженерно-геологических изысканиях:

1. Площадка № 1. Основание фундаментной плиты:

• насыпь из песка мелкого однородного, плотного, маловлажного;

2. Площадка № 2. Автомагистраль. Площадка рядом с опорой мостового перехода:

• аргиллитоподобная глина с линзами песчаника низкой и средней прочности, выветрелая, трещиноватая, обводнена;

• песчаник мелкозернистый, низкой и средней прочности, выветрелый, трещиноватый, обводнен;

3. Площадка № 3. Свободная от застройки площадка бывшего предприятия:

• глина тугопластичная и полутвердая;

4. Площадка № 4. Основание фундаментной плиты под жилой дом:

• супесь серо-коричневая, песчанистая, текучая, с прослойками и линзами мощностью до 3-5 см песка мелкого, серого, водонасыщенного и суглинка коричневого, текучепластичного;

• суглинок темно-серый, тяжелый пылеватый, текучепластичный с включениями до 15 % хорошо разложившегося органического вещества черного цвета;

5. Площадка № 5. Свободная от застройки площадка испытательного полигона кафедры СПГ ПНИПУ:

• песок мелкозернистый, бурого цвета.

Физические характеристики исследуемых

грунтов, определенные по лабораторным испытаниям, представлены в табл. 1. Геологические колонки исследуемых площадок представлены на рис. 1-5.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Результаты штамповых испытаний на площадках № 1-5 приведены на рис. 6 и в табл. 2 и 3. В табл. 4 сведены результаты волнового анализа. Рассчитанные модули деформаций по формулам (6)-(8) и начальный модуль сдвига по формуле (1) сведены в табл. 5 и 6. В первом случае модуль деформации рассчитывался по ГОСТ 20276-2012 для первых четырех точек кривой, считая от начального давления по подошве штампа. Во втором случае модуль деформации рассчитывался для интервала нагруже-ния 0,050-0,125 МПа, общего для всех испытанных грунтов.

На рис. 7 и в табл. 7 приведены зависимости полученного коэффициента корреляции между модулем деформации и начальным модулем сдвига для двух вышеописанных случаев.

< п

ф е t с

iH G Г

С" с У

о

0 CD

CD _

1 С/3 n С/3 (Q 2 СЯ 1

Я 9

c 9

8 3 с (

t r

П сл eN

r С

i 3 С 0

f

en

i

С СС

По i i

n =¡ CD CD

Г " n

(O

ем

ü w

IЫ s

s у с о e к

КЗ 10

10 10 о о

00 00

О

<<

О

о

> >

Н

^ о 8 Я

^ S,

к

В К

о g

g s

о. а

я

п о

X

g

ся ё

«

№ площадки / No. sites

№ точки / No. point

Тип грунта / Soil type

Природная влажность, W, д. ед. / Natural humidity, W, d. ed.

Влажность на границе текучести,

WL, д. ед. / Humidity at the boundary of fluidity, W, d. ed.

Влажность на границе раскатывания, W , д. ед. / Humidity on the rolling edge, II. d. ed.

Число пластичности, Ip, д. ед. / Plasticity number I d. ed.

Показатель текучести, I д. ед. / indicator of fluidity I d. ed.

Плотность, p, г/см3 / Density, p, g/ m3

Плотность частиц, p г/см3 / Particle density, p , g/ m3

Плотность сухого грунта, pd, г/см3 / Dry soil density, p,, g/m3

Коэффициент пористости, e, д. ед. / Porosity coefficient, e, d. ed.

Коэффициент водонасьпцения, S Д- ед. /

Water saturation coefficient, S, d. ed.

Примечания / Note

H H

ÜS fts

o" o» S" H

СЯ о

i s

rt 3.

я s ra

x

S g

i CD

1

4

-o

I

Cd I

p:

О

fi

p:

£ S?

(D (D W О

Î.Ï

G) Щ СЛ 3

о о CD CD

9: СО

(О СЛ

о

со

" s

о CJ

« iî СО "D

S" =

со со

ОТ м

3' й

>< о

о *

СП

О СП

г' °

S. О

[? о

(О i-

=! =!

CD CD CD

5'

(О

f!

ü w

W ?

¡л э

(Я 4S

с о

(D X

-А л

M M

10 10

о о

а л

00 со

daiuxnd<po 'S3 'эоипшну шдшд

to to

r r О О

СЧ СЧ

CV CV r r

* Ф О 3

> in E JS

m П

T-

li

<u <u

S Э

rtS' S

tö о -!

в-

о

я

с о

0

1

с «

О ш

о ^ о — CD О

CD ч-

4 °

о >s

см »

от

È я CL ОТ

« I

со О 05 ™

9 8

О)

? О

-, ся

Z О) ОТ !=

от ^ — ф

ф

о о

С W 8

ÉS

О « Ф О)

во >

- No. layer

о Geological Index

000 from Layer depth

о before

о Power, m

300.50 Absolute mark of the sole of the layer, m

Ш Lithological incision

Depth of soil sampling

Bulk soil: sand is fine, uniform, dense, low moisture Soil description

ui 'j3jbm jo soub.ibsddb Water Information

0.0 (301.90) A = = 2500 cm2 (>[jbui) ui 'i[jdsp iioijb||bjsiii duibjs

M Ù0

в-I

* So

£ S Sg

to i— о оо

оо

H И О сл

» г

— и

о- 5

а ^

% S

^ s

- Fife ^ о о

уз о

- № слоя п/п

/О Геологический индекс

о о о S Глубина залегания слоя, м

о fa о

4^ о Мощность, м

300,50 Абсолютная отметка подошвы слоя, м

Ш Цитологический разрез

Глубина отбора проб грунта

Насыпной грунт: песок мелкий, однородный, плотный, маловлажный Описание грунта

появление воды, м Сведения о воде

установленный уровень, м

il g п о и 2 5 «з u tj о Глубина установки штампа, м

О

§

х

гс

И »

to

о to io о

р 2 » S

^ о

ci

VO

о

ZLP¡'SPP V "Э иинеаонэо xnaoiHAdj иннэho иохоэьинхэтэj ионя1/э±ис1еаНэс1и aoï/oiaw xnhiaemAdeedaH эи±иаееd

ел

Начата: 21.02.2017 Окончена: 09.03.2017

Отметка устья: 168,60 м Общая глубина: 12,40 м

Бурение: О 400 мм 0-12,60 м Крепление: О 325 мм 0-8,00 м

IS S

и

о Ч о

£

tQ

aQ

aQ

aQ

Глубина залегания слоя, м

0,00

1,00

3,00

6,00

8,00

11,50

до

1,00

3,00

6,00

8,00

11,50

12,60

о

В

о

1,00

2,00

3,00

2,00

3,5

век. 1,10

3

3 о

4 о с

Цитологический разрез

я

О- ~

О Й

х

*

2 s С3 С_

£ ю £

167,60

165,60

162,60

160,60

157,10

156,00

Описание грунта

Насыпной грунт: суглинок коричневый, мягкопластичный. Грунт слежавшийся, более 1 года

Суглинок коричневый от тугопластичного до текучего, насыщенный водой; с включением гравия и гальки до 40 %

22.02.17

Суглинок коричневый от тугопластичного до текучего; с включением гравия и гальки до 10 %

Суглинок коричневый от тугопластичного до текучего; с включением гравия, гальки и аргиллита до 5 %

Аргиллит коричневый, низкой и средней прочности, выветрелый, трещиноватый, обводнен

Песчаник коричневый, мелкозернистый, низкой и средней прочности, выветрелый, трещиноватый, обводнен

Сведения о воде

ГП -а

X S 0J 0)

1» ц о О 5

ш к м. о X я

ч CD и ж

с о -a X

1,50

1,50

22.02.17

и ~ ш S О Р

S Ь

я *—'

н «а о S

is

= S £ э

9,19

r I I § 1 1

о I I 9 I I

11,70

а а

Рис. 2. Геологическая колонка площадки № 2. век. — глубина вскрытия слоя, мощность вскрытия, либо вскрыто на глубине

CO CO

/O

/O

/O

O

No. layer

Geological index

T

ft

&

1-1

ft p: T3 v;

ê

O C3

Power, m

Absolute mark of the sole of the layer,

Depth of soil sampling

S en S S

B g

ci a.

S 2

fD C3 a- a»

& a"

o »-s

|1 rt a a.

№ % P

S. ^ S 1Q ft d a-

^ B ft a-

o

o g

a.

ft a.

№

h" «

« ST S g

" I ft p

I—

o g

a.

a.

S'

S

IQ

ft &

"i o

OQ »

3 3 « ?

* 1 S- 3

CT- p.

n g

in g

S a. §.<§.

S " ô3 u

Cli » Cri ^ F? o'

o s1

<-" e: ^ s-

CI* ft

O fH "l O OQ »

3 3 « Ef

Il

^ !=r>

fD O

?3

n

M CTO =

o

g p-

frit

ft

2 tf1 B'I

il

fD £5

1—1 C/3

g s.

s °

^ o ft- O

CT- Ë.

C/3 —! ^ C SÛ

10 3 o 3 ft

o a-

^ co

P ce

-C

o*

T3

s

CZ) o

3.7

appearance of water, m

Ci

h

¡5= s S

P ft

o Ci

1.19

set level, m

5 = 600 cm2

5 = 600 cm2

Stamp installation depth, m

ZLVl"»t V 'O nmeaoHoo xnaoiHÄdj MXHaho MoxoahMHxaioaj MOHwaiMdeatfadu aotfoian xntnoiemAdeedaH aninaeed

Начата: 30.06.2017 Отметка устья: 98,16 м

Окончена: 30.06.2017 Общая глубина: 12,60 м

Рис. 3. Геологическая колонка площадки № 3

¿917 T

a

TO

tö O

a 2

»

O <

o o

"8 g s

a <

»

o <

»

o <

r 0 1 r c 1

a* 3 1 a* 3 1

3' 3 CZ) O S5

Ë2 CZ)

a- o'

o

(TO g-

T3

»

o

g

3 Ë

o1 ö

S §

o a

c.

T3 &

o

1

-

c

3 a*

3

I

s*

ID

No. layer

Geological index

T

a

3"' 3

M ùo

g S a. r

B'

OQ tJJ   O

Og

Së

lo o

1-1 C. p:

T3 v;

№ a

Power, m

Absolute mark of the sole of the layer, m

H M

O

S 2"

— CD

o- 5

a ^

% 3 ^ s _ R-

£ « S o

Depth of soil sampling

Cß

o

appearance of water, m

set level, m

¡3

h

3 ^ s S

8J n

¡Zt

o ¡3

Stamp installation depth, m

ZLV l"»t V '0 HHHeaoHoo xnaomAdj musho mHOBhrnxBioBj mumidrndeat/Bdu aot/oidw XMtnoiemAdeedaH aumaeed

СЛ CO

Начата: 04.09.2018 Окончена: 13.09.2018

Отметка устья: 99,60 м Общая глубина: 3,00 м

IS S

и

о Ч о

£

Глубина залегания слоя, м

до

0

1

в

о

3

3 о

4 о с

Цитологический разрез

Описание грунта

Сведения о воде

1 .0

I I

0J О)

CQ

о О 5 С- 2

я

i- >5

о 3

о р

S ь

я -—' о S

^ я g §

= S £ э

tQ

aQ

aQ

0,00

1,40

1,40

98,20

1,40

1,60

0,20

98,00

Насыпной грунт: суглинок коричневый, от твердой до мягкопластичной консистенции, с включением строительного мусора, гравия, гальки, песка мелкого, серо-коричневого, малой и средней степени водонасыщения и линзами супеси коричневой, твердой и пластичной. Грунт слежавшийся, с давностью отсыпки около 5 лет

1,6

1,6

04.09.18

13.09.18

1,60

3,00

век. 1,40

96,60

Суглинок коричневый, легкий песчанистый, текучепластичный с прослоями супеси коричневой, пластичной и с прослоями песка мелкого, коричневого, влажного

1,6 (98,00) А = = 5000 см2

Супесь, серо-коричневая, песчанистая, текучая, с прослоями песка мелкого, серого, водонасыщенного и суглинка коричневого, текучепластичного

а

69171

со со

г г

О о

сч сч

NN г г

К Ф О 3

> (Л

Е Л1

т (О т-

11

ф

ф Ф £ £

Е 'га О ш

о ^ о — со О СО ч-

4 °

о

см ю

от

Ё я о^от

« I

со О 05 ™

9 8

СТ>

? о 01

2 О) ОТ !=

от ^ — ф

ф

о о

с ">

в

О (0 ф ф

со >

-а

3

я

с

и

о -

о оЯ

» О

п

(О

№ слоя п/п

О Я

О

Геологический индекс

§

й »

о о\

о

1Е?

п '-С

Я о!

й а

3 я

й в

П °

^ о

о (О

^О о

£ г

оо

Мощность, м

Абсолютная отметка подошвы слоя, м

Глубина отбора проб грунта

О О

И р 2 » 3

я §

^ ^

и

В ^ § »

2 (->

О ОО

2 2

установленный уровень, м

о о

Глубина установки штампа, м

ZLV V "Э иинеаоноо хпаотАШ имнэ!то иoяoэh,инxэloэJ ионя1/э±ис!еаЬ'эс1и аоНо±эп хШаетАдеедэн эишаее^

<y> о

Start: 04.09.2018 Ending: 13.09.2018

Estuary mark: 99,60 м Total depth: 3,00 м

'5b S о -о

О

Layer depth

from

before

S о eu

° fr

у сз

53 <D

Е 5

И о

— <и

g о

_0 сл

< «а

Lithological

Soil description

Water information

О- > я о

с _

0 S —< •—

СЗ 03

1 S

a-S

С D.

Я OJ

~o

СЛ

tQ

aQ

aQ

0.00

1.40

1.40

98.20

1.40

1.60

0.20

98.00

1.60

3.00

open. 1.40

96.60

Bulk soil: brown loam, from hard to soft-plastic consistency, with the inclusion of construction debris, gravel, pebbles, sand fine, gray-brown, small and medium water saturation and lenses of brown, hard and plastic sandy loam. Soil compressed, with the age of dumping about 5 years

1.6

1.6

04.09.18

13.09.18

Brown loam, light sandy, fluid-plastic with interlayers of brown, plastic sandy loam and interlayers of fine, brown, moist sand

Sandy loam, gray-brown, sandy, fluid, with layers of fine, gray, water-saturated sand, and brown, fluid-plastic loam

1.6 (98.00) A = = 5000 cm:

a

CO CO r r

o o

tV N

pi pi r r

X 0) U 3

> in E JS

m O

T-

li

cd

cd cd C £

Œ 'ra

O iS

o ^

o —

CD O CD

CO

o

¡0

cd >

i? cd  ^ 03 1W

« I

co o 05 ™

9 S

CT)

? O -, co Z O) CO != CO ^

— cd cd

o o

Z w

8 ÏX

Ss

ü Vi 0) 0) to >

a

TO

tö

0

1

2 O

CS

o

B'

< cd r>

5 10 o

S era a ^ ft

s s i

? ? o' a

O

CD

a

„ era § §

n < Cu a

n ^

a 'a

3. ft

a- h:

" ä

n

Cß g

P

(JO

3 _

» 1 rt a* P m

3^0

g o i,

P u> <=> B ^ o*-

lis;

B B'"a e- s. S

g N

s a

n

O

a

P§

jjr.

oa

» O

No. layer

O

Geological index

T

a &

1-1 cd cd

a v;

Power, m

Absolute mark of the sole of the layer, m

a*

n

I

a

cd"

(JO

a-

-fi

o*

& cß cd

0 0 | i O-IS

B Cü

a n C/) S-»-! B" 0

m iß n & cd 0

o- a vo

g. & a.

a-% B 1 C/)

% a-hà_ № 0 1

» cd" B cß № g

10 o 0 iß 0' cd a- CD

g. & a

& 1 a-cro 0 3

B' (—i

B 10 cd 0 B* iß VO B a. S C/)

0* 0' fd

0 3

a iß

Cß

o

v; n cd

appearance of water, m

set level, m

a

h

3 ^ 3 s

p n h? ~ o a

o i- ^

o ON to O h bo

(>|jbui) ui 'i[jdsp uoijb||bjsui duibis

M Ù0

g S

O- R

B'

00 o

a\

- s

s g

10

o 00

H M

O </)

S 2"

o- 5

a ^

H ^ a-

I

vo to 00

ZLVl"»t V 'O nmeaoHoo xnaoiHÄdj MXHaho MoxoahMHxaioaj MOHwaiMdeatfadu aotfoian xntnoiemAdeedaH aninaeed

Начата: 01.07.2014 Отметка устья: 143,00 м

Окончена: 02.07.2014 Общая глубина: 6,00 м

№ слоя п/п Геологический индекс Глубина залегания слоя, м Мощность, м Абсолютная отметка подошвы слоя, м Цитологический разрез Глубина отбора проб грунта Описание грунта Сведения о воде Глубина установки штампа, м

появление воды, м установленный уровень, м

от до

\ 1 0,00 0,10 0,10 142,90 / 1 щ \ Слой почвенно-растительный / 0,1 (143,90) А = = 600 см2

2 aQ 0,10 1,00 0,90 142,00 Песок бурый, мелкозернистый

3 aQ 1,00 2,50 1,50 140,50 хп/^ n ** * к  2 Песок серый, мелкозернистый

ш

4 aQ 2,50 4,20 1,70 138,80 4, _. . • .. i 4 Песок бурый, мелкозернистый, с включениями гравия

5 aQ 4,20 5,50 век. 1,30 137,50 1 Суглинок гравелистый

Рис. 5. Геологическая колонка площадки № 5

CO CO r r

o o

tV N

pi pi r r

X 0) U 3

> in E JS

m O

T-

li

CD

CD CD C £

Œ 'ra

O iS

o ^

o —

CD O CD

4 °

CM »

CO

È J§

1W

« I

CO O 05 ™

9 8

CT)

? O -, CO Z O) CO != CO ^

— CD CD

o O

C w 8

Ss

0 in 0) 0) to >

3

to'

tö o

tj* o

ft-2

» O

» o

to o

o

o

T3

O a

o

» O

§ fD

^ tö

n> t-t

c/) O

~ S

» ry,

a g

; a

n »

B'

n &

¡3-

B'

Q

» B'

n

a-g

a.

o X g o

° II : £

o 11 ¡S

B <=>

No. layer

Geological index

M ùo

g S O- R

B'

1Q O

si

lo

O -P.

a*

n

3"' 3

1-1 CD p:

T3 v;

№ a

Power, m

Absolute mark of the sole of the layer,

H M O

S 2 — ¡2 o- 5

a ^

% 3

rT ^

ON ÏT

© i— o

3 £

o

Depth of soil sampling

CZ) o

appearance of water, m

set level, m

3

h

3 ^

p S

CD n h? ~ o 3

Stamp installation depth, m

ZLV l"»t V '0 HHHeaoHoo xnaomAdj muaho mHoahmxaioaj mumiamdeat/adu aot/oion XMtnoiemAdeedaH aumaeed

Нагрузка, МПа / Load, МРа 0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300 0,350 0,400

Нагрузка, МПа / Load, МРа 0,000 0,500 1,000 1,500 2,000 2,500

0,00

Е 1,00 Е

2,00

2

Q 3,00

I 4,00

I 5,00

й

о 6,00 7,00

jn.ni 1111 i i i i 39 i i i i i 11 i 1111 1 1 1 1 i i i i

:: 0,5Z N, 4^2, 18

;; k 3, 03

i; 90 IL. A

4 5 51

i;

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

1,21 24 6,67

2 ,41 ' Su,6 8

\ 16 ' 4

21,90

b

а

во во

о о

сч сч

fi РЧ

X (V

£ 3

> м

Е «

¿0 w

г

И

О)

^ ф ф ф

cz g

^ 'с О £

о ^ о -2 со О

СО ч-

4 °

о 5у СО

СМ ¡2

ф (Б

in 5

со О О) "

9 О

О) ^

15 2: &

СЯ С

СЛ Ъ _ ф

ф

о о

S

Е J

и 1Л ф ф

во >

Нагрузка, МПа / Load, МРа

0,000

0,050

0,100

0,150

0,00

Е 2,00

Е

4,00

Й

Q 6,00

I 8,00

1 10,00

d

О 12,00 14,00

: 0 72 ^^ te..... k 2,84 —1—1—1—1— —i—i—i—i—

31

;; 4^,08

ii \8, 13

;; \12,28

;;

Нагрузка, МПа / Load, МРа

0, 0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

000

0,100

0,200

0,300

M 1 —i— —i—i—i—i— 99 —i—i—i—i— —i—i—i—i—

II *—1,69 V 2 >1

¡1 4^3,24

II \A 14

II 4^5,05

II

Нагрузка, МПа / Load, МРа 0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00

I I I I 1 1 1 1 i i i i i i i i i i i i

0,3 5 4 15

;;

;; \4, D5

:: \5, 60

::

:: \7, 52

::

Нагрузка, МПа / Load, МРа

0,200

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,00

5,00

10,00

s 15,00

20,00

25,00

2,35 N, 06

37

»4^13,26

19,16

f

0,400

Рис. 6. Графики нагрузка-осадка для испытания штампами на площадках: а — площадка № 1, штамп 2500 см2, насыпь песчаная; b, c — площадка № 2, штамп 600 см2, аргиллито-подобная глина и песчаник соответственно; d — площадка № 3 штамп 600 см2, глина; i, f — площадка № 4, штамп 5000 см2, супесь и суглинок соответственно; g — Площадка № 5, штамп 600 см2, песок

Fig. 6. Load-settlement graphs at the sites: a — No. 1, plate 2500 cm2, sand fill; b, c — No. 2, plate 600 cm2, argillite-like clay and sand rock respectively; d — No. 3, 600 cm2, clay; e, f— No. 4, plate 5000 cm2, clayey sand and sandy clay respectively; g — No. 5, plate 600 cm2, sand

d

с

e

g

Табл. 2. Данные испытания штампами на площадках № 1, 2 Table 2. PLT test data at sites No. 1, 2

№ Удельная Площадка № 1; штамп 2500 см2; Площадка № 2; штамп 600 см2; Площадка № 2; штамп 600

п/п / нагрузка насыпь песчаная / Site No. 1; аргиллитоподобная глина / Site см2; песчаник / Site number 2;

No. P, МПа / Specific stamp of 2500 cm2; sandy mound number 2; stamped 600 cm2; mudstone-like clay stamped 600 cm2; sandstone

load P, MPa Приращение осадки за ступень A / Суммарная осадка S, мм / Total draft S, Приращение осадки за ступень S, мм / Суммарная осадка S, мм / Total draft S, Приращение осадки за ступень S, мм / Суммарная осадка S, мм / Total draft S,

Increment pre- mm Increment pre- mm Increment pre- mm

cipitation per step DS, mm cipitation per step DS, mm cipitation per step DS, mm

1 0,000 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

2 0,050 0,54 0,54 — — — —

3 0,100 0,85 1,39 — — — —

4 0,150 0,79 2,18 — — — —

5 0,200 0,85 3,03 0,53 0,53 0,44 0,44

6 0,250 0,87 3,90 — — — —

7 0,300 0,78 4,68 — — — —

8 0,350 0,82 5,51 — — — —

9 0,400 0,87 6,37 0,69 1,21 0,44 0,88

10 0,600 — — 1,20 2,41 0,59 1,47

11 0,800 — — 1,09 3,50 1,08 2,55

12 1,000 — — 1,73 5,24 1,64 4,18

13 1,200 — — 1,43 6,67 1,57 5,75

14 1,400 — — 2,01 8,68 1,72 7,47

15 1,600 — — 2,52 11,20 1,44 8,91

16 1,800 — — 5,24 16,44 1,44 10,34

17 2,000 — — 5,46 21,90 1,61 11,95

18 2,200 — — — — 2,12 14,07

19 2,400 — — — — 2,09 16,16

20 2,600 — — — — 3,34 18,50

21 2,800 — — — — 2,17 20,66

22 3,000 — — — — 2,00 22,67

23 3,200 — — — — 2,99 25,66

24 3,400 — — — — 6,49 32,15

25 3,600 — — — — 7,83 39,98

< DO

<d е t с

i G Г

С" c У

о

0 CD

CD _

1 CO n CO (Q N СЯ 1

Я 9

c 9

8 3 с (

CO r C

CD С

1-й

r С

CO О

f ^

CD

i s

l О

Примечания:

1. Начальное давление по подошве штампа на площадке № 1 p0 = 0,100 МПа;

2. Начальное давление по подошве штампа в аргиллитоподобной глине на площадке № 2 p 0 = 0,060 МПа;

3. Начальное давление по подошве штампа в песчанике на площадке № 2 p 0 = 0,070 МПа / Notes:

1. The initial pressure on the sole of the stamp on the site No. 1 p0 = 0.100 MPa;

2. The initial pressure on the sole of the stamp on the in claystone-like clay at the site No. 2 p0 = 0.060 MPa;

3. The initial pressure on the sole of the stamp on the in the sandstone site No. 2 p0 = 0.070 MPa

i У

n O

i i

n =J

CD CD CD

Ю

ем

• w

W Ы

s у с о e к

КЗ 10

10 10 о о

00 00

Табл. 3. Данные испытания штампами на площадках № 3, 4, 5 Table 3. PLT test data at sites No. 3, 4, 5

№ п/п / No. Удельная нагрузка P, МПа / Specific load P, Площадка № 3; штамп 600 см2; глина / Site No. 3; stamp of 600 cm2; clay Площадка № 4; точка 1; штамп 5000 см2; супесь / Site No. 4; point 1; stamp of 5000 cm2; sandy loam Площадка № 4; точка 2; штамп 5000 см2; суглинок/ Site No. 4; point 2; stamp of 5000 cm2; loam Площадка № 5; штамп 600 см2; песок / Site No. 5; stamp of 600 cm2; sand

MPa Приращение осадки за ступень A/Increment precipitation per step DS, mm Суммарная осадка S, мм / Total draft S, mm Приращение осадки за ступень A/ Increment precipitation per step DS, mm Суммарная осадка S, мм / Total draft S, mm Приращение осадки за ступень A/ Increment precipitation per step DS, mm Суммарная осадка S, мм / Total draft S, mm Приращение осадки за ступень A/ Increment precipitation per step DS, mm Суммарная осадка S, мм / Total draft S, mm

1 0,000 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

2 0,025 — — 0,72 0,72 2,35 2,35 — —

3 0,050 0,35 0,35 1,00 1,72 2,71 5,06 0,26 0,26

4 0,075 — — 1,12 2,84 2,56 7,62 — —

5 0,100 1,80 2,15 1,47 4,31 2,75 10,37 0,73 0,99

6 0,125 — — 1,77 6,08 2,89 13,26 — —

7 0,150 1,90 4,05 2,05 8,13 5,90 19,16 0,70 1,69

8 0,175 — — 4,15 12,28 — — — —

9 0,200 1,55 5,60 — — — — 0,82 2,51

10 0,250 1,92 7,52 — — — — 0,73 3,24

11 0,300 — — — — — — 0,90 4,14

12 0,350 — — — — — — 0,91 5,05

со со

г г О О

СЧ СЧ

сч сч

т- т* (V U 3 > (Л С И

öS я

ти

Примечание: начальное давление по подошве штампа на площадках № 3, 4, 5 p0 = 0,050 МПа Notes: The initial pressure on the sole of the stamp on the site No. 3, 4, 5 p0 = 0.050 MPa

<u <u

CZ £ 1= '«? O^

о ^ о

CD О CD 44 °

О

со CM

Табл. 4. Сводная таблица результатов волнового анализа Table 4. Summary table of the wave analysis results

№ № Тип грунта / Soil type Скорость Плотность по Начальный

площадки / точки поперечной волны в данным изыскании, модуль сдвига,

No. site / No. слое, Vs, м/с / Shear p, кг/м3 / Density G0, МПа / Initial

point wave velocity in a according to surveys, shear modulus,

layer, Vs, m/s p, kg/m3 G0, MPa

1 1 Насыпь песчаная / Sandy mound 245 1826 109,64

2 1 Аргиллитоподобная глина / 332 2010 221,57

Argillite-like clay

1 Песчаник / Sandstone 417 2040 354,88

3 1 Глина / Clay 151 2112 48,16

4 1 Супесь / Sandy loam 172 2040 60,38

2 Суглинок / Loam 118 1918 26,71

5 1 Песок / Sand 142 1663 33,54

со

.с?

CD >

CD

:= CÜ CL ОТ

« I

со О 05 ™

9 g

a>

'S

Z CT ОТ с ОТ тз — cd cd о о

С w 8

iE 35

О tn №

со со

г г

О о

сч сч

ci ci

г г

* ф

О 3

> (П

E JS

m (О т-

ïl

ф

ф Ф £ £

œ g

О ш

о ^ о — CD О

CD ч-

4 °

о >s

т ^к см »

от

È я cl от

« I

со О 05 ™

9 8

О)

? О

-, ся

Z О) ОТ !=

от ^ — ф

ф

о о

E W 8

ïl О to ф ai во >

о g

о =

о

о.

а

>

>

ста

о §

ft- » Ci о

mi

СЯ W

S » 5 ° В

о Э

№ площадки/No. site

№ точки / No. point

Тип грунта / Soil type

УГВ, м / GWL, m

Глубина установки штампа, h , м /

' in'!

Depth of installation of the stamp, h , m

Площадь штампа, А, см2/ Stamp area, A, cm2

Давление от штампа в конце прямолинейного участка, Рп, МПа / Pressure from the stamp at the end of the straight section, P , MPa

Давление от штампа в начале прямолинейного участка, Р МПа / The pressure from the stamp at the beginning of the straight section, P MPa

Модуль сдвига, G0, МПа / Shear modulus, G„, MPa

Модуль деформации штамповых испытаний Е, МПа / The modulus of deformation of stamp tests E, MPa

Коэффициент перевода модуля деформации, m / Deformation modulus conversion factor, m

Расчетный модуль деформации, i?5000, МПа/

Calculated deformation modulus i?5000, MPa

Коэффициент корреляции к = E5000/G0 / Correlation coefficient к = Eim/G0

ZLVl"№t V "э иинеаонэо xnaoiHAdj иннэho иохоэьинхэтэj mnmiamdeat/adu aot/oiaw xnhiaemAdeedaH эишаее^

п

<<

3

О

>

ю

ON

-li.

оо

23 к

е р

о я С п>

в

л

№ площадки/No. site

№ точки / No. point

Тип грунта / Soil type

УГВ, м / GWL, m

Глубина установки штампа, h , м /

' шт'

Depth of installation of the stamp, hs, m

Площадь штампа, А, см2/ Stamp area, A, cm2

Давление от штампа в конце прямолинейного

интервала, Рп, МПа / Pressure from the stamp at the end of the straight interval, P , MPa

Расчетный модуль деформации, Esm, МПа / Calculated deformation modulus E , MPa

Коэффициент корреляции к = ES0IJG0 / Correlation coefficient к = Eim/G0

ON ON

Давление от штампа в начале прямолинейного интервала, Р МПа / The pressure from the stamp at the beginning of the straight interval, P MPa

В

Модуль сдвига, G МПа / Shear modulus, G MPa

Модуль деформации штамповых испытаний, Е, МПа/

The modulus of deformation of stamp tests, E, MPa

Коэффициент перевода модуля деформации, т, по

формуле

£ S?

<D (D W О

Î.Ï

О % СЛ 3

о о CD CD & CO

Ю СЯ

о

CO

h CD

о CO « ™

CO "D

Ш =

CO CO

от M

3' й

>< о

9, *

СП

О en

г' °

s. о

[? О

(О i-

=! =!

CD CD CD

5'

(О

f!

• «

W ?

ЗГ

«I «<

с о

(D X

-A л

M M

10 10

о о

a л

00 00

daiuxnd<po S3 'эоипшну шдшв

0,500

0,400

0 0,250 к 0,200

1 0,150

0,474

о.

§

-Э-

0,000

•

II % > %

II % X. * x. * ^

: : « ¡2

;; 0,18 ? С >,181 0,r 4

!! . ( ),14/

:: 5,158

:: V 0053 Y3+( ,314 3.Y2 - 6.24S !5.v + 41,7 24

"Mill 1 и 1 1111 1 1 1 1 R2 = INI >,996 1111 5 Mil INI IIIII M 1111

S 0,500 S 0,450 I 8 0,400 Î

0,474

16 16,5 17 17,5 18 18,5 19 19,5 20 20,5 21

Удельный вес, кН/м3/ Specific gravity, kN/m3

> Коэффициент корреляции к / Correlation coefficient к

-э-

(Т> â

I 0,300 Q 0,250 s 0,200 I 0,150

о. 0,100

о. '

§ 0,050

S 0,000

a

: : « \ »X

II » X » X »

::

;; »

;; 0, 235 0,18 ) -Gr! 58

:: >,125

:: 1' = -0,0 077.Y + 0, 4463 v2 - 8 ,676^ I.Y + f 6,55 2

-Mill Iiiii 1111 INI R2 = 1111 1 INI 1111 III INI [IIIII

16 16,5 17 17,5 18 18,5 19 19,5 20 20,5 21

Удельный вес, кН/м3/ Specific gravity, kN/m3

> Коэффициент корреляции к' / Correlation coefficient к'

Уравнение регрессии к =fly) / Regression equation к =Ду )

Уравнение регрессии к =fly) / Regression equation к' =fly)

Рис. 7. Зависимость коэффициента корреляции от удельного веса грунта для модуля деформации: а — определенного по ГОСТ 20276-2012, коэффициент детерминации R2 = 0,9965; b — в интервале нагрузок 0,050-0,125 МПа, коэффициент детерминации R2 = 1

Fig. 7. Unit weight-correlation coefficient graph for deformation modulus: a — by GOST 20276-2012, coefficient of determination R2 = 0.9965; b — by load interval 0.050-0.125 MPa, coefficient of determination R2 = 1

Табл. 7. Зависимости коэффициента корреляции от удельного веса грунта для модуля деформации по ГОСТ 202762012, и для модуля деформации в интервале нагрузок 0,050-0,125 МПа

Table 7. Unit weight-correlation coefficient data for deformation modulus by GOST 20276-2012 and by load interval 0.0500.125 MPa

e е

ф Ф t с ili

ч

иУ

У

о

0 CD

CD _

1 СО n СО

У CD

s 9

8 3 У (

со r с

У УУ

ns

r У

s M

00 Ш

y о

о З

СП

0 CT) v 0

У о

no

1 i n' n

CD CD CD "

ем

Ы

U n

I r

» 3 » У s с Ф X 1 1

M 2

О 0 ^ ^

09 09

О £

I

a

&

H

g"

^ „

S go

S .2

« 1

о S3

X

I

X -

л

SS

I

H

и с u

s

s

ft t о

,

о «

л S « tq

£

T2 ,

О <N

о ,—i

S о

га <ni

чо

<N О <N

fr

f о

H ° м щ CD О

£

<u

es

eu

0

н __

CS ^ И CS ft Û

u ç *

S f m S

1 ^

В <s

Я hs; Б

Л 2

lu ^

« -

Л 9

о o„

is cd ' « « '

Ü I"

S >> Ö &

F es " g

eu

о I

о m о

0

1

W

Л

§ а

! 1-

0 °

1 я;

о ° '

о c

H "-О К о и

X

X

I

X -

« К

>1 CS

X =

Т4

4 &

•s 3

^Y Is - ^

2 c

5 CS

ÎS ^

g u

« о

[а Я

t_cS

"(3 0

и

о

зР

Cq .S^ il fei Iii и

ÈÎ ^^ »

ft Tu

3 c

W о

[й s

5 .13 (S js

6 13

и

о W

Песок / Sand

33,54

15,90

15,90

16,3

0,474

0,474

Насыпь песчаная / Sandy mound

109,64

25,70

25,80

17,9

0,252

0,235

Суглинок / Loam

26,71

5,06

5,06

18,8

0,189

0,189

Аргиллитоподобная глина / Argillite-like clay

221,57

40,02

74,28

19,7

0,181

0,335

Супесь / Sandy loam

60,38

9,52

9,52

20

0,158

0,158

Песчаник / Sandstone

354,!

61,72

95,75

20

0,174

0,270

Глина / Clay

48,16

7,10

6,00

20,7

0,147

0,125

во во

г г

О о

N N

NN т- т* (V U 3 > (Л С И

öS я

ти

ф

ф ф

с с ^

О ш

о ^ о

со О

со ч-

4 °

о

СО

ГМ СЛ

от

га

Ol от

« I

со О

О) "

О)

'S

Z CT ОТ С

ОТ ТЗ — ф

ф

о о

г: <л 8

iE 3s

О tn

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Проведение волновых испытаний заняло на каждой площадке 2-4 ч, а обработка каждого набора данных — по 0,5-1 ч, в то время как продолжительность испытаний грунтов штампом составила от 16 до 30 ч и более, включая процесс развертывания и свертывания оборудования. Высокая производительность и оперативный характер метода МАПВ является его очевидным преимуществом при использовании для оперативной предварительной геотехнической оценки грунтового напластования.

Сравнительный анализ результатов штампо-вых и волновых испытаний был выполнен для двух случаев:

1. Модуль деформации Е5000 определен строго по ГОСТ 20276-2012 «Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости» для первых четырех точек графиков нагрузка-осадка штамповых испытаний, считая от принятого начального давления по подошве штампа.

2. Модуль деформации Е'5000 определен для общего для всех испытаний интервала нагружения 0,050-0,125 МПа по формуле (6).

В первом случае рассчитывался коэффициент корреляции k = E5000/G0, а во втором — К = Е 5000Юа. В процессе анализа значений коэффициента корреляции k в первом случае выявлена следующая зависимость коэффициента корреляции от удельного веса грунта: коэффициент корреляции уменьшается с 0,474 до 0,147 при увеличении значения удельного веса на интервале 16,3-20,7 кН/м3. Распределение значений k довольно близко можно описать полиномиальным уравнением третьей степени с коэффициентом детерминации Я2 = 0,9965:

k = -0,0053у3 + 0,3143у2 - 6,2485у + 41,724,

где у — удельный вес грунта, кН/м3, который допускается оценивать по формуле (9); k — переходный коэффициент от начального модуля сдвига по данным волновой съемки методом МАПВ к модулю общей деформации грунта.

Во втором случае для интервала нагружения 0,050.. .0,125 МПа коэффициент корреляции ^ имеет

менее выраженную тенденцию уменьшения с увеличением удельного веса. Для этой зависимости уравнение регрессии также имеет вид полинома третьего порядка с коэффициентом детерминации Я2 = 1:

k = -0,0077у3 + 0,4463у2 - 8,6764у + 56,552.

По результатам анализа полученных данных предлагается использовать эмпирическую зависимость (10) для оперативной предварительной оценки модуля деформации грунта по данным волнового анализа.

Модуль общей деформации грунта предлагается оценивать по выражению

E = kGn

где k — коэффициент перехода от начального модуля сдвига к модулю общей деформации грунта по ГОСТ 20276-2012, определяемый по формуле (10); G0 — начальный модуль сдвига грунта, определяемый по результатам волновой съемки методом МАПВ по формуле (1).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Представлены результаты и сравнительный анализ результатов испытаний грунтов штампом и волнового анализа методом МАПВ на площадках г. Перми и Пермского края для дисперсных и полускальных грунтов. По результатам полевых исследований установлена закономерность и определена зависимость между начальным модулем сдвига по результатам волнового анализа и модулем деформации грунта по результатам испытаний грунтов штампом по ГОСТ 20276-2012. Коэффициент корреляции между модулем деформации основания и начальным модулем сдвига изменяется в пределах 0,147-0,474 по явно выраженной закономерности, представленной на рис. 7, уменьшаясь по мере возрастания удельного веса грунта. Предложена эмпирическая зависимость (10), позволяющая оперативно оценить модуль деформации грунта по ГОСТ 20276-2012 по результатам волновой съемки методом МАПВ и провести предварительную геотехническую оценку предполагаемой строительной площадки будущего объекта.

ЛИТЕРАТУРА

1. Park C.B., Miller R.D., Xia J. Multichannel analysis of surface waves // Geophysics. 1999. Vol. 64. Issue 3. Pp. 800-808. DOI: 10.1190/1.1444590

2. Park C.B., Carnevale M. Optimum MASW survey — revisit after a decade of use // GeoFlorida. 2010. Pp. 1303-1312. DOI: 10.1061/41095(365)130

3. Park C.B. Imaging dispersion of MASW data — full vs. selective offset scheme // Journal of Environmental and Engineering Geophysics. 2011. Vol. 16. Issue. 1. Pp. 13-23. DOI: 10.2113/JEEG16.1.13

4. Louie J.N. Faster, better: shear-wave velocity to 100 meters depth from refraction microtremor

arrays // Bulletin of the Seismological Society of America. 2001. Vol. 91. Issue 2. Pp. 347-364. DOI: 10.1785/0120000098

5. Foti S. Multistation methods for geotechnical characterization using surface waves. PhD thesis. Italy : Politechnico di Torino, 2012. 251 p. DOI: 10.6092/polito/porto/2497212

6. Foti S., Lai C.G., Rix G.J., Strobbia C. Surface wave methods for near-surface site characterization. London : CRC Press, 2015. 488 p. DOI: 10.1201/ b17268

7. Suto K. Multichannel analysis of surface waves (MASW) for investigation of ground competence: an introduction, in "Engineering Advances in Earthworks" // Australian Geomechanics Society. 2007. Pp. 71-81.

8. McGrath T., Long M., O'Connor P., Trafford A., Ward D. Multichannel analysis of surface waves (MASW) for offshore geotechnical investigations // Proceedings of the fifth International Conference of geotechnical and geophysical site characterisation (ISSMGE TC-102 — ISC'5), gold coast, Queensland, Australia, 5-9 September 2016 / Australian Geomechanics Society. 2016. Pp. 911-916.

9. Pegah E., Liu H. Application of near-surface seismic refraction tomography and multichannel analysis of surface waves for geotechnical site characterizations: A case study // Engineering Geology. 2016. Vol. 208. Pp. 100-113. DOI: 10.1016/j.eng-geo.2016.04.021

10. Madun A., Ahmad Supa'at M.E., Ahmad Taju-din S.A., Zainalabidin M.H., Sani S., YusofM.F. Soil investigation using multichannel analysis of surface wave (MASW) and borehole // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2016. No. 11 (6). Pp. 3759-3763.

11. Schofield N.B., Burke R.W. CPT, DMT and MASW allowing economic design of a large residential project over soft soils // Proceedings of the fifth International Conference of geotechnical and geophysical site characterisation (ISME TC-102 — ISC'5), gold coast, Queensland, Australia, 5-9 September 2016 / Australian Geomechanics Society. 2016. Pp. 1039-1044.

12. Lu Z., Wilson G.V. Imaging a soil fragipan using a high-frequency multi-channel analysis of surface wave method // Journal of Applied Geophysics. 2017. Vol. 143. Pp. 1-8. DOI: 10.1016/j.jappgeo.2017.05.011

13. Mi B., Xia J., Shen C., Wang L., Hu Y, Cheng F. Horizontal resolution of multichannel analysis of surface waves // Geophysics. 2017. Vol. 82. Issue 3. Pp. EN51-EN66. DOI: 10.1190/geo2016-0202.1

14. Li C., Ashlock J.C., Lin S., Vennapusa P.K.R. In situ modulus reduction characteristics of stabilized pavement foundations by multichannel analysis of surface waves and falling weight deflectometer tests // Construction and Building Materials. 2018. Vol. 188. Pp. 809-819. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.08.163

15. Taipodia J., DeyA. Impact of strike energy on the resolution of dispersion image in active MASW sur-

vey // Proceedings of GeoShanghai 2018 International Conference: Multi-physics Processes in Soil Mechanics and Advances in Geotechnical Testing. 2018. Pp. 419427. DOI: 10.1007/978-981-13-0095-0_47

16. Ofrikhter V.G., Ofrikhter I.V. Investigation of municipal solid waste massif by method of multichannel analysis of surface waves // Japanese Geotechnical Society Special Publication. 2016. Vol. 2. Issue 57. Pp. 1956-1959. DOI: 10.3208/jgssp.tc215-01

17. Антипов В.В., Офрихтер В.Г. Современные неразрушающие методы изучения инженерно-геологического разреза // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. 2016. Т. 7. № 2. С. 37-49. DOI: 10.15593/2224-9826/2016.2.04

18. Антипов В.В., Офрихтер В.Г., Шутова О.А. Исследование верхней части разреза грунтовой толщи экспресс-методами волнового анализа // Вестник МГСУ. 2016. № 12. С. 44-60. DOI: 10.22227/19970935.2016.12.44-60

19. Шутова О.А., Пономарев А.Б., Антипов В.В., Офрихтер В.Г. Применение неразрушающих методов определения механических характеристик грунта при численном моделировании динамических воздействий на существующее здание // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. 2017. № 1. С. 74-78.

20. Антипов В.В., Офрихтер В.Г., Пономарев А.Б., Шутова О.А. Численное моделирование динамического воздействия от одиночного транспортного средства на существующее здание // Известия КГАСУ. 2017. № 3. С. 131-138.

21. Robertson P.K. Interpretation of cone penetration tests — a unified approach // Canadian Geotechnical Journal. 2009. Vol. 46. Issue 11. Pp. 1337-1355. DOI: 10.1139/T09-065

22. VerruijtA. Soil dynamics. Delft, Netherlands : Delft University of Technology. 2008. 417 p.

23. Ишихара К. Поведение грунтов при землетрясениях: пер. с англ. СПб. : НПО «Геореконструк-ция-Фундаментпроект», 2006. 383 с.

24. Каширский В.И. Сравнительный анализ деформационных характеристик грунтов, получаемых лабораторными и полевыми методами // Геотехника. 2014. № 5-6. С. 32-44.

25. Калугина Ю.А., Кек Д., Пронозин Я.А. Расчетный модули деформации грунта согласно национальным стандартам России и Германии // Инженерно-строительный журнал. 2017. № 7 (75). С. 139-149. DOI: 10.18720/MCE.75.14

26. Болдырев Г.Г., Скопинцев Д.Г. Методические вопросы определения модулей деформации дисперсных грунтов // Инженерные изыскания. 2016. № 10-11. С. 24-37.

27. Лушников В.В. Развитие прессиометриче-ского метода испытаний грунтов в России // Геотехника. 2014. № 5-6. С. 46-61.

< п

ф е t с

i G Г

С" с У

о

0 CD

CD _

1 СО n С/3 <Q N СЯ 1

Я 9

c 9

8 3

я (

t r

CO CO

i 3 С 0

f ^

CD

i

С СЯ

По i i n =J CD CD

Г " n

Ю j?

• w

W Ы

(Л у

с о w w 1 1

о о

-А л

00 00

28. Mayne P.W. Stress-strain-strength-flow parameters from enhanced in-situ tests // Proceedings International Conference on In-Situ Measurement of Soil

Properties and Case Histories. Bali, Indonesia : Parahy-angan Catholic University, 2001. Pp. 27-48.

Поступила в редакцию 14 сентября 2018 г. Принята в доработанном виде 22 октября 2018 г. Одобрена для публикации 30 ноября 2018 г.

Об авторах: Антипов Вадим Валерьевич — аспирант кафедры строительного производства и геотехники, Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ), 614990, г. Пермь, Комсомольский пр-т, д. 29, seekerva@mail.ru;

Офрихтер Вадим Григорьевич — доктор технических наук, доцент, профессор кафедры строительного производства и геотехники, Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ), 614990, г. Пермь, Комсомольский пр-т, д. 29, ofrikhter@mail.ru.

REFERENCES

1. Park C.B., Miller R.D., Xia J. Multichannel

5 o analysis of surface waves. Geophysics. 1999; 64(3):800-

^^ 808. DOI: 10.1190/1.1444590

2. Park C.B., Carnevale M. Optimum MASW sur-g  vey — revisit after a decade of use. GeoFlorida. 2010; > « 1303-1312. DOI: 10.1061/41095(365)130

3. Park C.B. Imaging dispersion of MASW data — M full vs. selective offset scheme. Journal of Environmen-T~ g tal and Engineering Geophysics. 2011; 16(1):13-23.

1 = DOI: 10.2113/JEEG16.1.13

4. Louie J.N. Faster, better: shear-wave velocity ¿a to 100 meters depth from refraction microtremor arrays.

Bulletin of the Seismological Society of America. 2001;

f £ 91(2):347-364. DOI: 10.1785/0120000098

"E 5. Foti S. Multistation methods for geotechnical

^ characterization using surface waves. PhD thesis. Italy,

g ¡g Politechnico di Torino, 2012; 251. DOI: 10.6092/polito/

^ S porto/2497212

8 6. Foti S., Lai C.G., Rix G.J., Strobbia C. Surface

2 cD wave methods for near-surface site characterization. $ 1 London, CRC Press, 2015; 488. DOI: 10.1201/b17268

dj 7. Suto K. Multichannel analysis of surface waves

^ £ (MASW) for investigation of ground competence: an

^ § introduction, in "Engineering Advances in Earthworks".

cd ° Australian Geomechanics Society. 2007; 71-81. o <A

r-Lj 8. McGrath T., Long M., O'Connor P., Traf-

cd ^ ford A., Ward D. Multichannel analysis of surface

z & waves (MASW) for offshore geotechnical investiga-

ot T3 tions. Proceedings of the fifth International Conference

g of geotechnical and geophysical site characterisation

2 (ISSME TC-102 — ISC'5), gold coast, Queensland, Aus-

• tralia, 5-9 September 2016. Australian Geomechanics

0 g Society. 2016; 911-916.

S H 9. Pegah E., Liu H. Application of near-surface

| ^ seismic refraction tomography and multichannel anal-

1 c ysis of surface waves for geotechnical site character-jg jg izations: A case study. Engineering Geology. 2016;

> 208:100-113. DOI: 10.1016/j.enggeo.2016.04.021

10. Madun A., Ahmad Supa'at M.E., Ahmad Tajudin S.A., Zainalabidin M.H., Sani S., Yusof M.F. Soil investigation using multichannel analysis of surface wave (MASW) and borehole. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2016; 11(6):3759-3763.

11. Schofield N.B., Burke R.W. CPT, DMT and MASW allowing economic design of a large residential project over soft soils. Proceedings of the fifth International Conference on geotechnical and geophysical site characterisation (ISME TC-102 — ISC'5), gold coast, Queensland, Australia, 5-9 September 2016. Australian Geomechanics Society. 2016; 1039-1044.

12. Lu Z., Wilson G.V. Imaging a soil fragipan using a high-frequency multi-channel analysis of surface wave method. Journal of Applied Geophysics. 2017; 143:1-8. DOI: 10.1016/j.jappgeo.2017.05.011

13. Mi B., Xia J., Shen C., Wang L., Hu Y., Cheng F. Horizontal resolution of multichannel analysis of surface waves. Geophysics. 2017; 82(3):EN51-EN66. DOI: 10.1190/geo2016-0202.1

14. Li C., Ashlock J.C., Lin S., Vennapusa P.K.R. In situ modulus reduction characteristics of stabilized pavement foundations by multichannel analysis of surface waves and falling weight deflectometer tests. Construction and Building Materials. 2018; 188:809-819. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.08.163

15. Taipodia J., Dey A. Impact of strike energy on the resolution of dispersion image in active MASW survey. Proceedings of GeoShanghai 2018 International Conference: Multi-physics Processes in Soil Mechanics and Advances in Geotechnical Testing. 2018; 419-427. DOI: 10.1007/978-981-13-0095-0_47

16. Ofrikhter V.G., Ofrikhter I.V. Investigation of municipal solid waste massif by method of multichannel analysis of surface waves. Japanese Geotechnical Society Special Publication. 2016; 2(57):1956-1959. DOI: 10.3208/jgssp.tc215-01

17. Antipov V.V., Ofrikhter V.G. Modern nondestructive method of researching of geological-engineering section. PNRPU Construction and Architecture Bulletin. 2016; 7(2):37-49. DOI: 10.15593/22249826/2016.2.04 (rus.).

18. Antipov V.V., Ofrikhter V.G., Shutova O.A. Investigation of a soil stratification upper section by rapid methods of wave analysis. Proceedings of the Moscow State University of Civil Engineering. 2016; 12:4460. DOI: 10.22227/1997-0935.2016.12.44-60 (rus.).

19. Shutova O.A., Ponomarev A.B., Antipov V.V., Ofrikhter V.G. Application of nondestructive methods of determination of mechanical characteristics of the soils for numerical modelling of dynamic impact on existing building. Academic bulletin UralNIIproekt RAASN. 2017; 1:74-78. (rus.).

20. Antipov V.V., Ofrikhter V.G., Ponomarev A.B., Shutova O.A. Numerical modelling of dynamic impact from a single vehicle on the existing building. News of the Kazan State University of Architecture and Engineering. 2017; 3:131-138. (rus.).

21. Robertson P.K. CPT interpretation — a unified approach. Canadian Geotechnical Journal. 2009; 46(11):1337-1355. DOI: 10.1139/T09-065.

22. Verruijt A. Soil dynamics. Delft, Netherlands, Delft University of Technology, 2008; 417.

23. Ishikhara K. Soil Behaviour in Earthquake Geotechnics. Oxford, Clarendon Press, 1996; 360.

24. Kashirskiy V.I. Comparative analysis of deformation characteristics of the foundations carried out with help of laboratory and field methods. Geotechnics. 2014. 5-6:32-44. (rus.).

25. Kalugina Yu.A, Kek D., Pronozin Ya.A. Determination of soil deformation moduli after National Building Codes of Russia and Germany. Magazine of Civil Engineering. 2017; 7(75):139-149. DOI: 10.18720/MCE.75.14

26. Boldyrev G.G., Skopintsev D.G. Methodological issues of determining deformation moduli of disperse soils. Engineering survey. 2016; 10-11:24-37. (rus.).

27. Lushnikov V.V. Development of pressiom-etry method soils in Russia. Geotechnics. 2014; 5-6:4661. (rus.).

28. Mayne P.W. Stress-strain-strength-flow parameters from enhanced in-situ tests. Proceedings International Conference on In-Situ Measurement of Soil Properties and Case Histories. Bali, Indonesia, Parahy-angan Catholic University, 2001; 27-48.

Received September 14, 2018

Adopted in a modified form on October 22, 2018

Approved for publication November 30, 2018

About the authors: Vadim V. Antipov — postgraduate student, Department of the construction operations and geotechnics, Perm National Research Polytechnic University (PNRPU), 29 Komsomolsky prospekt, Perm, 614990, Russian Federation, seekerva@mail.ru;

Vadim G. Ofrikhter — Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Professor of Department of the construction operations and geotechnics, Perm National Research Polytechnic University (PNRPU), 29 Komsomolsky prospekt, Perm, 614990, Russian Federation, ofrikhter@mail.ru.

< DO

<D е

t с

i H

мМ

G Г С С

с У

о

0 CD

CD _

1 С/3 n С/3 <Q N СЯ 1

Я 9

c 9

8 3 я (

t r

n ся 1-й

r С

i 3 С 0

f ^

CD

i v 0

С СЯ

По i i

n =¡ CD CD

Г " n

(O

ем

ü w

IЫ s

(Л У

с о ü ü 1 1

О О -А л

00 00