Определение физико-механических свойств почв и грунтов методом зондирования клиновидным индентером при охране земель

• Автор: Кравченко, Эллина Владимировна
• Шифр специальности: 06.01.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 190 с. : ил.

1 ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ НАРУ -ШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ КАК ОБЪЕКТОВ РЕКУЛЬТИВАЦИИ, ПРИРОДНЫХ БИОГЕОХИМИЧЕСКИХ БАРЬЕРОВ
1.1 Почва как объект исследования в мелиорации, рекультивации и при охране земель
1.2 Физико-механические свойства почв и грунтов, оборудование и методы их изучения
1.3 Анализ методов испытаний почв и грунтов для мониторинга нарушенных и мелиорируемых земель
1.3.1 Метод испытания почв и грунтов с постоянной скоростью нагружения. Цикличность скорости деформации
1.3.2 Метод испытания почв и грунтов с постоянной скоростью деформации. Цикличность изменения силовой реакции грунта
1.3.3 Метод пенетрационных испытаний почв и грунтов
1.4 Способы и средства оперативного контроля за состоянием мелиорируемых, рекультивируемых и охраняемых земель
1.4.1 Контроль структурности почвы
1.4.2 Контроль влажности почвы
1.4.3 Контроль прочностных и деформационных свойств почвы
1.5 Выводы, цель и задачи исследования, рабочая гипотеза
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТО-

ДОВ ПЕНЕТРАЦИИ ПОЧВЫ И ГРУНТА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗА СОСТОЯНИЕМ МЕЛИОРИРУЕМЫХ, РЕКУЛЬТИВИРУЕМЫХ И ОХРАНЯЕМЫХ ЗЕМЕЛЬ, МОНИТОРИНГА НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ
2.1 Метод пенетрации грунта с постоянной скоростью внедрения клиновидного наконечника

2.1.1 Выбор скорости внедрения наконечника
2.1.2 Выбор шага регистрации силовой реакции грунта
2.1.3 Обоснование параметров лабораторной модели пенетрации
2.1.4 Сопротивление глинистого грунта пенетрации
2.2 Метод пенетрации почвы и грунта с постоянной скоростью нагружения клиновидного наконечника
2.2.1 Методика испытания образцов
2.2.2 Результаты испытаний почв природной структуры
* 2.2.3 Результаты испытаний почв заданной структуры
2.3 Обработка результатов лабораторных испытаний почв и грунтов пенетрацией
2.3.1 Расчет скорости изменения силовой реакции и работы деформации
почвы и грунта
2.3.2 Расчет изменения силовой реакции, приращения деформации и работы деформации по циклам
3 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕ -СКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЧВ И ГРУНТОВ
3.1 Определение модуля деформации
3.2 Определение предельного сопротивления сдвигу
3.3 Определение удельной энергии разрушения
4 ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВЫ НА ОСНОВЕ ОЦЕН
КИ РАБОТЫ ДЕФОРМАЦИИ
4.1 Расчеты интегральных значений работы деформации
Ф 4.2 Уменьшение сопротивления клину при увеличении влажности почвы
4.3 Связь числа циклов деформации с физическими свойствами почвы
5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕТОДИКИ ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯ ЗА СОСТОЯНИЕМ ЗЕМЕЛЬ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ
СВОЙСТВ ПОЧВ И ГРУНТОВ ПРИ ОХРАНЕ ЗЕМЕЛЬ
СПИСОК ИСПОЛЪЗОВ АННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение А Установка для лабораторных испытаний грунтов и почв
УСГ-А
Приложение Б Установка для лабораторных испытаний грунтов и почв

Приложение В Результаты лабораторных испытаний грунтов методом пе-* нетрации с постоянной скоростью внедрения клиновидного наконечника
Приложение Г Результаты лабораторных испытаний почв методом пенетрации с постоянной скоростью нагружения клиновидного наконечника
Приложение Д Определение угла поворота клина при погружении в грунт
или почву
Приложение Е Расчеты модуля упругости, предельного сопротивления сдвигу, удельной работы трещинообразования испытанных образцов почв
Приложение Ж Результаты внедрения работы

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ ПЕНЕТРАДИИ ПОЧВЫ И ГРУНТА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗА СОСТОЯНИЕМ МЕЛИОРИРУЕМЫХ, РЕКУЛЬТИВИРУЕМЫХ И ОХРАНЯЕМЫХ ЗЕМЕЛЬ, МОНИТОРИНГА НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ
2.1 Метод пенетрации грунта с постоянной скоростью внедрения клиновидного наконечника
I*'
2.1.1 Выбор скорости внедрения наконечника
Международный стандарт на статическое зондирование СТР (Cone Penetration Test) [110] требует погружать зонд со скоростью 20 мм/с с допуском ±5 мм/с (1,2+0,3 м/мин). Отечественный стандарт на статическое зондирование ГОСТ 20069-81 [28] требует выдерживать скорость погружения зонда 1,0±0,3 м/мин.
+ Исследования [55; 97] показали незначительное влияние скорости на значение параметров зондирования (q3 - удельное сопротивление грунта под наконечником зонда, f3 - удельное сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда). Наибольшее влияние на точность результатов зондирования оказывает изменение скорости в пределах от 0,1 до 0,5м/мин и ее влияние незначительно при дальнейшем увеличении до 3-4 м/мин [65; 83].
Полученные автором [87] результаты показали, что скорость погружения зонда в интервале 0,1...2 м/мин слабо влияет на усредненные сопротивления грунта, как под конусом, так и по муфте трения. В наиболее прочных грунтах наблюдается небольшое возрастание сопротивлений (на 15...20%). При увеличении скорости от 2 до 4,5 м/мин q3 увеличивается в 1,2...1,4 раза [56]. На данный момент нельзя признать эти исследования в полной мере корректными по ряду причин [57]: 1)невозможно при больших значениях q3 и f3 выдержать скорость зондирования в указанных пределах; 2) все известные зависимости между