Badania dylatometryczne DMT, SDMT i SPDMT – pomiar odkształceń i fal sejsmicznych Vs/Vp
Badania dylatometryczne (DMT) to jedna z najdokładniejszych metod in situ do wyznaczania parametrów odkształceniowych gruntu. Płaska łopatka z membraną jest wciskana w podłoże co 20 cm, a z pomiarów ciśnienia wyznacza się wskaźniki ID, KD i ED, a dalej moduł ściśliwości, OCR i K0. W wariancie sejsmicznym (SDMT/SPDMT) dodatkowo mierzymy prędkości fal Vs i Vp, co daje moduł w zakresie małych odkształceń (G0) — kluczowy dla obliczeń metodą elementów skończonych (MES). GEODEV wykonuje badania DMT w Katowicach, na Śląsku, w Małopolsce i w całej Polsce.
Czym jest badanie dylatometryczne DMT?
Dylatometr Marchettiego (DMT, wg Marchetti, 1980) to płaska stalowa łopatka z okrągłą, sprężystą membraną połączoną przewodem pneumatycznym z jednostką pomiarową. Badanie wykonujemy zgodnie z normą PN-EN ISO 22476-11, a interpretację prowadzimy w ramach PN-EN 1997-2 (Eurokod 7). DMT należy do badań polowych gruntów i znakomicie uzupełnia sondowanie statyczne CPTU oraz pobór prób NNS.
Metoda sprawdza się szczególnie w gruntach słabonośnych — organicznych, pyłach plastycznych i gruntach spoistych — ale stosuje się ją z powodzeniem do większości rodzajów gruntów. Jest niezastąpiona tam, gdzie decydujący jest pomiar odkształceń: mosty, obudowy głębokich wykopów, ściany oporowe, posadowienia wrażliwe na osiadania.
SDMT i SPDMT — pomiar fal sejsmicznych Vs i Vp
Nasz moduł sejsmiczny pozwala podczas badania DMT mierzyć prędkości fal poprzecznych Vs i podłużnych Vp. Znając ciężar objętościowy gruntu i współczynnik Poissona, wyznaczamy moduły w zakresie małych odkształceń (G0 = ρ·Vs², E0) — patrz: dlaczego warto wykonać badania sejsmiczne SPDMT. Połączenie pomiaru Vs, DMT, CPTU oraz badań edometrycznych i trójosiowych (TX) pozwala wyznaczyć krzywą degradacji sztywności gruntu — wejście do zaawansowanych analiz numerycznych MES.
Pomiar fal podłużnych Vp umożliwia wyznaczenie strefy pełnego nasycenia porów (Sr≈1) i rozdzielenie warunków z odpływem i bez odpływu — co nie zawsze pokrywa się z głębokością ciśnienia hydrostatycznego.
Fale sejsmiczne wykonujemy w trakcie badania DMT, a nie podczas CPTU, świadomie: pomiar wymaga zatrzymania kolumny żerdzi, a zatrzymywanie sondowania SCPTU prowadzi do pików oporu stożka i rozpraszania ciśnienia porowego. Nasz moduł ma cztery czujniki (dwa dla Vs, dwa dla Vp), co daje pomiar rzeczywisty (true interval) na danej głębokości, oraz dwuosiowy pomiar inklinacji korygujący prędkość przy skrzywieniu żerdzi.
Jak przebiega badanie — pomiary A, B, C
Łopatkę wciska się w grunt na zadaną głębokość (zwykle co 20 cm), a na każdym poziomie wykonuje się trzy odczyty ciśnienia:
| Odczyt | Moment pomiaru | Co opisuje |
|---|---|---|
A |
membrana w jednej płaszczyźnie z ostrzem | ciśnienie kontaktu membrany z gruntem |
B |
membrana wysunięta o 1,1 mm w grunt | ciśnienie potrzebne do odkształcenia membrany |
C |
kontrolowany powrót membrany do pozycji A | ciśnienie po powrocie (warunki porowe) |
Parametry wyznaczane z DMT/SDMT
Z odczytów A, B, C wyznaczamy wskaźniki podstawowe, a z nich — przez uznane korelacje — parametry projektowe. Każdą korelację podajemy w dokumentacji wraz ze źródłem i zakresem stosowania:
| Parametr | Symbol | Korelacja / podstawa (źródło) | Zakres stosowania |
|---|---|---|---|
| Wskaźnik materiałowy | ID |
Marchetti (1980) — klasyfikacja rodzaju gruntu | wszystkie grunty |
| Wskaźnik naprężenia bocznego | KD |
Marchetti (1980) | wszystkie grunty |
| Moduł dylatometryczny | ED |
Marchetti (1980) | wszystkie grunty |
| Moduł ściśliwości (edometryczny) | M |
M = RM·ED (Marchetti, 1980) | parametr główny DMT |
| Stopień prekonsolidacji | OCR |
OCR = (0,5·KD)1,56 (Marchetti, 1980) | grunty spoiste |
| Wytrzymałość na ścinanie bez odpływu | cu |
cu = 0,22·σ′v0·(0,5·KD)1,25 (Marchetti, 1980) | grunty spoiste |
| Współczynnik parcia spoczynkowego | K0 |
Marchetti (1980); TC16 (2001) | grunty spoiste |
| Moduł w zakresie małych odkształceń | G0 |
G0 = ρ·Vs² (z pomiaru SDMT) | analizy MES, dynamika |
Pełna metodyka i korelacje DMT: TC16 (2001), „The Flat Dilatometer Test (DMT) in Soil Investigations”; SDMT: Marchetti i in. (2008).
Kiedy warto wykonać DMT/SDMT?
DMT stosujemy przy: posadowieniach wrażliwych na osiadania, obiektach mostowych, obudowach głębokich wykopów i ścianach oporowych, ocenie gruntów organicznych i słabonośnych, analizach stateczności skarp i nasypów oraz wszędzie tam, gdzie potrzebne są wiarygodne moduły odkształcenia. Wyniki wykorzystujemy w opiniach geotechnicznych i dokumentacji badań podłoża gruntowego.
Przewaga GEODEV — pełny węzeł badawczy in situ
DMT/SDMT najlepiej działa w zestawie z badaniami komplementarnymi — i taki zestaw oferujemy w jednym ręku:
- SDMT/SPDMT z falami Vs/Vp — moduł G0 bezpośrednio z pomiaru, gotowy do modeli MES.
- Sondowanie CPTU — ciągły profil podłoża i kontrola krzyżowa parametrów.
- Pobór prób NNS — kalibracja korelacji badaniami laboratoryjnymi (edometr, TX).
- Własny specjalistyczny sprzęt do badań geotechnicznych z modułem sejsmicznym (4 czujniki, true interval).
Taki komplet pozwala wyznaczyć krzywą degradacji sztywności i — przez optymalizację posadowienia — realnie obniżyć koszty inwestycji. Pełne rozwiązania dostępne u nielicznych wykonawców w regionie.
Obszar działania
Badania DMT/SDMT realizujemy w Katowicach i całej aglomeracji śląskiej (Sosnowiec, Gliwice, Zabrze, Bytom, Chorzów, Tychy, Dąbrowa Górnicza, Rybnik), w Małopolsce (Kraków, Tarnów, Oświęcim, Chrzanów) oraz na terenie całej Polski.
Najczęstsze pytania (FAQ)
- Czym różni się DMT od SDMT i SPDMT?
- DMT to klasyczne badanie dylatometryczne (wskaźniki ID, KD, ED). SDMT/SPDMT dodaje moduł sejsmiczny mierzący prędkości fal Vs (i Vp w SPDMT), co pozwala wyznaczyć moduł w zakresie małych odkształceń G0.
- Kiedy DMT jest lepsze od CPTU?
- DMT daje dokładniejsze parametry odkształceniowe (moduł M), zwłaszcza w gruntach słabonośnych i organicznych. CPTU lepiej profiluje ciągłość podłoża. Najlepsze efekty daje połączenie obu metod.
- Po co mierzyć fale Vp?
- Pomiar Vp wyznacza strefę pełnego nasycenia porów (Sr≈1) i pozwala rozdzielić warunki z odpływem i bez odpływu, niezależnie od ciśnienia hydrostatycznego.
- Jakie normy obowiązują przy DMT?
- Wykonanie badania reguluje PN-EN ISO 22476-11, a wykorzystanie wyników do projektowania — Eurokod 7 (PN-EN 1997-2). Metodyka referencyjna: TC16 (2001).
- Do czego wykorzystuje się moduł G0 z SDMT?
- G0 to wejście do analiz numerycznych MES, obliczeń dynamicznych oraz wyznaczania krzywej degradacji sztywności gruntu — pozwala optymalizować i potanić posadowienie.
Zapytaj o wycenę badania DMT/SDMT →