Badania dylatometryczne DMT, SDMT i SPDMT
Czym są badania dylatometryczne DMT?
Wśród wszystkich badań podłoża gruntowego, czyli badań polowych gruntów, badania dylatometryczne należą do najdokładniejszych. Inne popularne badania to np. sondowanie statyczne CPTU, czy pobór prób NNS. Dzięki nim możliwe jest wyznaczenie właściwości wytrzymałościowych i odkształceniowych gruntu. Jest to szczególnie ważne w przypadku gruntów słabonośnych, a także w przypadku realizacji dużych inwestycji budowlanych, które mogą mieć wpływ na powstanie znacznych odkształceń gruntu. Najczęściej metodą tą badane są grunty organiczne, plastyczne pyły, ale nie tylko, gdyż można ją zastosować z powodzeniem do większości rodzajów gruntów. Przeprowadzenie badania z użyciem DMT jest konieczne przy projektowaniu takich obiektów, jak mosty, posadowienie obudowy głębokich wykopów, ścian oporowych czy dla pozostałych obiektów, dla których najważniejszy jest pomiar odkształcenia gruntu. Wyniki przeprowadzonych badań stosuje się do pozyskiwania informacji na temat stanu naprężenia gruntu, jego stratygrafii, właściwości odkształceniowych i wytrzymałości na ścinanie.
Badania dylatometryczne SDMT i SPDMT z pomiarami propagacji fal sejsmicznych Vs i Vp
Nasz moduł sejsmiczny umożliwia opcjonalnie wykonywanie podczas tradycyjnych pomiarów DMT także pomiary prędkości fal sejsmicznych poprzecznych Vs i podłużnych Vp. Powyższe pomiary pozwalają przy znajomości ciężaru gruntu oraz współczynnika Poissona wyznaczyć moduły w zakresie małych odkształceń (G0, E0), przy założeniu sprężystości podłoża (więcej). Są one szczególnie pożądane w przypadku obliczeń posadowienia obiektów zaawansowanymi metodami numerycznymi MES. Wykonanie pomiarów fal poprzecznych Vs, pomiarów dylatometrem DMT, sondowań CPTU oraz badań edometrycznych i trójosiowych TX pozwala wyznaczyć krzywą degradacji gruntu. Takie pełne rozwiązania na ogół stosuje się dla skomplikowanych konstrukcji lub warunków gruntowych, lecz wykonanie już części z tych badań (szczególnie znacznie tańszych i szybszych sondowań) pozwala wyznaczyć parametry, które pozwolą znacząco obniżyć koszty posadowienia lub optymalizować konstrukcję.
Wykonywanie pomiarów prędkości propagacji fal podłużnych Vp pozwala na wyznaczenie strefy pełnego nasycenia porów gruntu (Sr~1). Takie pomiary pozwalają określić głębokość zajścia poszczególnych warunków (z odpływem lub bez odpływu), szczególnie, że nie muszą się one korelować z głębokością ciśnienia hydrostatycznego.
Dlaczego piszemy o tym w zakładce o pomiarach dylatometrycznych? Pomiary fal sejsmicznych wymagają pełnego zatrzymania pogłębiania kolumny żerdzi, podobnie jak badania dylatometryczne DMT. Pod względem zasad wykonywania badania CPTU są dokładnym przeciwieństwem (wymagają stałego pogłębiania stożka), poza wymianą żerdzi lub testami dyssypacji. Zatrzymywanie sondowania SCPTU lub SPCPTU w celu wykonywania pomiarów sejsmicznych może prowadzić do tzw. peaków oporu stożka na tych głębokościach oraz stałego rozpraszania ciśnienia porowego. W bardziej drastycznych przypadkach presja czasu ciążąca na operatorze może doprowadzić do błędów pomiarowych fal sejsmicznych np. nie zauważając błędów. To dlatego warto badania te wykonywać podczas badań dylatometrem DMT.
Nasz moduł posiada wbudowane cztery czujniki (dwa dla fal Vs oraz dwa dla Vp). Tym sposobem można uzyskać pomiary rzeczywiste (ang. true interval) na danej głębokości, gdyż komputer automatycznie rejestruje czas dotarcia fali do obu czujników i oblicza prędkość fal znając odległość pomiędzy geofonami. Ważnym dodatkiem modułu jest dwuosiowy pomiar inklinacji, który pozwala korygować prędkość z uwagi na skrzywienie kolumny żerdzi w gruncie.
Na czym polegają badania dylatometryczne gruntu?
Narzędzie niezbędne do przeprowadzenia tego badania to oczywiście dylatometr. Ma on formę płaskiej, stalowej łopatki, która posiada elastyczną, kołową membranę. Membrana ta jest umieszczona na powierzchni dylatometru, który połączony jest z jednostką kontrolno-pomiarową za pomocą przewodu pneumatycznego. Przewód ten z kolei służy do przekazywania ciśnienia gazu na membranę.
Aby przeprowadzić badanie dylatometryczne, należy wcisnąć łopatkę w grunt na zadaną głębokość (zwykle co 20 cm). Znajdująca się na niej membrana ulegnie odkształceniu pod wpływem ciśnienia, dzięki czemu możliwe jest dokładne określenie rodzaju oraz aktualnego stanu podłoża. Inne informacje, które dzięki temu badaniu można uzyskać, to:
- profil podłoża oraz historia naprężenia,
- wskaźnik materiałowy ID,
- wskaźnika naprężenia bocznego KD,
- wskaźnik modułu dylatometrycznego ED.
Aktualnie jest to najdokładniejszy sposób, pozwalający na rozpoznanie parametrów odkształceniowych gruntów.
Rodzaje pomiarów dokonywanych podczas badania DMT
Podczas wciskania w grunt sondy płytowej w kształcie ostrza (czy też łopatki), możliwe jest dokonanie trzech różnych pomiarów. Pierwszy z nich, oznaczany jako pomiar A ma miejsce, gdy membrana znajduje się w jednej płaszczyźnie z ostrzem. Daje on informacje o tym, jakie jest ciśnienie gazu potrzebnego w początkowej fazie ruchu do uzyskania kontaktu membrany z otaczającym gruntem. Drugi pomiar (B) wykonywany jest gdy membrana zostanie wysunięta o 1,1 mm w kierunku gruntu i pokazuje on ciśnienie gazu potrzebnego do odkształcenia środka membrany w stronę gruntu. Ostatni pomiar (C) ma miejsce w momencie powrotu membrany do pozycji pomiaru A. Dzięki niemu możliwe jest zbadanie ciśnienia gazu po kontrolowanym powrocie membrany do pozycji uzyskanej w pomiarze pierwszym.
Sondy płytowe do badań DMT to specjalistyczny sprzęt do badań geotechnicznych, który posiadają wykwalifikowane firmy zajmujące się badaniami gruntów.
