لتحديد تكوين التربة ، وقدرتها على التحمل ، الدراسة الأكثر فعالية لطبقة الأرض في البيئة الطبيعية ، يتم استخدام السبر الثابت. يتوافق عمق خفض المسبار مع 10 أمتار ، لكن يُسمح بعمق أصغر إذا كان قاع صخور التربة الأصلية يمر بالقرب من السطح. مع حدوث تربة ضحلة كثيفة وتماسكها غير المتماسك أو الصخور الطينية ، يُسمح بخفض مسبار البحث فقط إلى عمق 5 أمتار ، ومن أجل تحديد أن طبقة بسمك كافٍ تقع تحت مخروط المجس ، يتم حفر بئر واحد. وفقا لدراساتها ، يتم تحديد عمق السبر المطلوب.
أهداف البحث في استشعار التربة
GOST 20069-1974 يحتوي على معايير وقواعد للاستشعار ثابت.
يتم تنفيذ الإجراء لتحديد:
- خصائص العنصر الجيولوجي في ظروف الحدوث الطبيعي (سماكة الطبقة ، حدود مقطع التربة المعين ، التركيب والحالة في وقت الدراسة) ؛
- حدود التكوينات المتجانسة في العمق ومنطقة التوزيع ؛
- أعماق الحدود العليا للتربة الصخرية السميكة ، طبقات التربة الترابية الكبيرة ؛
- اختبارات ثابتة تقريبًا تقيّم الخواص الفيزيائية والميكانيكية للأرض ؛
- يتم تحديد الحد من المقاومة ، والمقاومة الجانبية للتربة تحت التحقيق ؛
- للتربة المملوءة صناعيا ، يتم إجراء دراسة لدرجة الضغط.
جوهر الإجراء
يتم إجراء السبر الثابت للتربة لتحديد الخواص الميكانيكية والفيزيائية لطبقة التربة ، وبالتالي يتم الحصول على الخصائص المعيارية للتربة نتيجة لذلك. عند معالجة بيانات البحث ، حدد أولاً المتوسط الحسابي لنتائج خفض واحد من المسبار لتحديد خصائص الطبقة. للنتيجة النهائية ، تتم مقارنة متوسط القيم لجميع نقاط السبر المنتجة في الموقع المحدد.
تتم عملية البحث في دورات تحتوي على إجراءات التشغيل التالية:
- يتم إجراء مسافة بادئة موحدة تدريجية للقضيب مع تثبيت دوري للخصائص الفيزيائية والميكانيكية للتربة بعد حوالي 20 سم ؛
- التسجيل على الأشرطة التلقائية التخطيطية لجميع شهادات فحص التربة ؛
- لبناء قسم قضيب لاحق يرتفع قضيب جاك ؛
- ينتهي السبر الثابت عندما يصل الجهاز إلى العمق المحدد المطلوب أو أقصى حمولة على مخروط المجس.
قضايا الاستشعار العامة
عندما يتم خفض المسبار ، يتم أخذ قراءات مقاومة طبقات التربة تحت طرف الجهاز وعلى جدرانه الجانبية. يتم استخدام طريقة البحث الثابت كاختبار مستقل أو مقترنة بالتعاريف الهندسية والجيولوجية الأخرى لخصائص التربة. في عملية البحث ، يتم الحصول على قيم سمك كل طبقة ، ويتم الكشف عن العدسات المشكلة للتربة ، وحدود مواقع أنواع التربة المختلفة ، وتقييم حالتها الحالية.
يتم استخدام كل هذه المؤشرات المتوسطة لتحديد إمكانية قيادة أكوام ، وحساب عمق انخفاضها في الأرض ، وإخراج البيانات لتحديد الحد الأقصى لعمق الأساس كومة ، وإيجاد الأماكن المثلى لموقع مواقع البحث.
بعد إجراء الدراسات الميدانية من خلال دراسة ثابتة للتربة ، يتم الحصول على البيانات التالية:
- على مقاومة التربة تحت طرف المخروط ، معبراً عنه بالميغا باسكال (kgf / cm)2);
- حول مقاومة subgrade على جانب مخلب مخروط ، وحدة القياس - الكتاب.
يمكن الاعتماد على نتائج السبر الثابت إذا تم تنفيذ العمل وفقًا لخطة تمت الموافقة عليها مسبقًا ومهمة لإجراء الاختبارات الجيولوجية والهندسية المنفذة وفقًا لجميع القواعد.
معدات الاستشعار الأرضي
يتكون التثبيت المستخدم للاختبار من الأجزاء التالية:
- نصيحة وقضيب ، معًا لتشكيل جهاز تحقيق ؛
- جهاز ، مثل مقبس ، للضغط على طرف في الأرض وجهاز يستخرج المجس ؛
- لدعم التثبيت - سرير متوازن ثابتًا مثبتًا بواسطة المراسي ؛
- أجهزة القياس والقراءة مع إمكانية التثبيت على وسيط مرن.
وتستخدم تحقيقات غيض في ثلاثة أنواع شائعة. النوع الأول من الحافة يتكون من غلاف والمخروط نفسه. النوع الثاني من المجس مزود بفتحة توصيل الاحتكاك المخروطية الشكل. الطرف الثالث يتضمن مخلب الاحتكاك ، مخروط والمتوسع. تتطلب طريقة الاستشعار الثابت أنه على الرغم من التصميم المطبق على المسبار ، يجب أن تتوافق قاعدته في المنطقة مع 10 سم2. الزاوية في الذروة المخروطية هي 60 درجة.
وفقًا للتقنية ، يجب أن يكون قطر أداة التوصيل من الخارج مساويًا لهذا المؤشر لقاعدة العلبة ، ويجب أن يكون طولها 31 سم ، وقطر القضيب على السطح الخارجي هو 36 سم للمسبار من النوع 1 ، ويسمح النوعان الثانيان بقطر يصل إلى 55 سم. الحسابات التكنولوجية.
العمل التحضيري
وفقًا لتعليمات التشغيل التي تصدرها الشركة المصنعة عند شراء الجهاز ، يتم إجراء اختبار دوري للمعدات والتحقق منها. يتم تحديد الكفاءة بعد شراء التثبيت وقبل استخدامه في المكب. يتم إجراء الاختبار مرة واحدة على الأقل كل ثلاثة أشهر ، وأيضًا بعد إصلاح واستبدال أي من قطع الغيار. يتم وضع نتائج التحقق التي تم الحصول عليها بواسطة الفعل ذي الصلة.
يتعرض تركيب الاستشعار الثابت باستمرار للارتداء والمسيل للدموع ، وهناك خسارة جزئية لاستقامة القضيب ، وبالتالي ، بعد كل 15-20 نقطة غمر ، يتم جمع الروابط في قسم لا يقل عن 3 أمتار ويتم فحص الخط المستقيم. لا يُسمح بالانحرافات بأكثر من 5 مم على الطول بأكمله. ينطبق الفحص أيضًا على ارتفاع طرف التحقيق ، مما يمنع خفض الطول بأكثر من 5 مم.
عند وضع علامات على نقاط الغوص ، يتم استخدام المستويات الجيوديسية والثيودوليت ، في الأماكن المحددة ، يقومون بإعداد إشارات في الارتفاع والرأس. بعد إجراء السبر الثابت ، تتم إعادة فحص الموقع الصحيح للنقاط. إذا لم يتم تثبيت المنارات بسبب الخصائص الجيولوجية للتضاريس ، يتم تخطيط التربة لتحسين الظروف. لا ينحرف صوت السبر أكثر من 5 درجات مئوية ، وإلا فإن النتائج تعتبر مثيرة للجدل.
الاستشعار عن إجراء
يتم تنفيذ السبر الثابت وفقًا للإجراء المنصوص عليه في تعليمات التشغيل للتركيبات الميدانية. يتم إصلاح النتائج التي تم الحصول عليها بالضرورة على فترات دورية على شريط مرن بسرعة بادئة تبلغ 1 متر في الدقيقة. يعتبر الغمر مكتملاً إذا كان المسبار تحت ضغط ذي قيمة محددة مسبقًا.
بالإضافة إلى الناقل المرن ، يتم تسجيل نتائج الاختبارات في مجلات خاصة. بعد العمل ، يتم توصيل البئر بالأرض ووضع علامة عليها هي بيانات نقطة الاختبار واسم المنظمة التي أجرت الإجراء. من الضروري استعادة التربة التي لحقت بها أضرار أثناء العمل.
معالجة البيانات المستلمة
يتم رسم جميع خصائص التربة التي تم الحصول عليها في شكل رسوم بيانية بصرية ، حيث تختلف القراءات على عمق علامات الاستشعار. للبناء ، استخدم موجزات البيانات أو سجلات البيانات في سجل الاستشعار.يتم تنفيذ جميع الرسوم البيانية على مقياس واحد ، ويسمح بتغييرها مع الحفاظ على النسبة بين الإحداثيين الرأسي والأفقي. إذا كانت الأعمال المتعلقة بالألغام موجودة في مكان قريب ، فسيتم عرضها على الرسم البياني في خطوط منفصلة.
تصنيف وأنواع التربة
التربة تحت الأرض متنوعة في التركيب الكيميائي ، التركيب البلوري وطبيعة الموقع في الطبقة. يتم تنفيذ تقسيم التربة وفقًا لـ SNiP II-15-1974 ، الجزء 2.
التربة الصخرية عبارة عن رواسب صلبة للتربة تقع في كتلة صخرية كثيفة ، وفي بعض الأحيان يُسمح بوجود مناطق مكسورة. وتشمل هذه الصخور النارية (الجرانيت) ، الرواسب الرسوبية (التكتلات ، التربة الرملية) ، الطبقات المتحولة (الشستس ، النيسيس ، الكوارتزيت). تتميز تكوينات التربة من هذا النوع بقوة ضاغطة كبيرة ، ومقاومة جيدة للتجميد ، وهي قاعدة ممتازة للبناء.
إذا كانت التربة الصخرية تتميز بوجود تشققات ، فإن أداءها يتدهور من حيث التجمد والقوة. وتنقسم هذه التربة إلى مجموعات تحددها نسبة الملح ، وتليين القدرة والذوبان في الماء.
تتشكل التربة غير الصخرية بالطريقة الرسوبية في الظروف الطبيعية ولا تحتوي على روابط هيكلية صلبة في الشبكة. اعتمادًا على حجم الجزيئات ، يتم تقسيمها إلى تربة رملية خشنة الحبيبات ، تراكمات طينية متربة وبيولوجية.
توصيف التربة الخشنة
وتشمل هذه القطع غير المترابطة من التكوينات الصخرية ، حيث تسود شظايا يصل حجمها إلى 2 مم ، وهي تحتوي على كتلة لا تزيد عن 50 ٪. شكل وحجم الحبيبات يميز هذه الأنواع من التربة: صخرة ، كتلة ، الحصى ، حصاة ، الحصى والخشب. تعتبر قاعدة ممتازة للمباني الثقيلة والهياكل الميكانيكية ، إذا كانت موجودة على الطبقة الكثيفة السابقة. الضغط تحت تأثير الحمل لا يكاد يذكر. من الجيد أن تحتوي كتلة التربة الكلية على ما يصل إلى 40٪ من الرمل أو الطين والغبار ، مما يعطي خصائص قوة إضافية.
مؤشرات التربة الرملية
في تكوينها ، تحتوي هذه الأنواع من التربة على جزيئات معدنية وحبوب الكوارتزيت بحجم حبة لا يزيد عن 2 مم. مكونات الطين - لا تزيد عن 3 ٪ ، مما يؤدي إلى فقدان اللدونة. حسب حجم الحبوب ، تنقسم التربة الرملية إلى أنواع:
- يتكون الغبار من جزيئات يبلغ قطرها من 0.05 إلى 0.005 مم ؛
- جزء جيد يبلغ قطره أكثر من 0.1 مم ؛
- دقة متوسطة يبلغ قطرها أكثر من 0.25 مم ؛
- قطر الجسيمات الكبيرة 0.5 مم أو أكثر ؛
- الأنواع الحصوية تحتوي على شوائب بقطر أكبر من 2 مم.
تزيد قدرة تحمل القاعدة الرملية مع زيادة حجم الحبوب. تتميز التربة الرملية غير المرنة بدرجة انضغاط منخفضة ؛ وبعد بدء الحمل ، تتوقف الرواسب بسرعة. أنواع الحبيبات الخشنة من التربة الرملية أثناء التحميل تزيد من الكثافة وبالتالي قوة.
في بعض الحالات ، تظهر أنواع التربة ، مثل الرمل الطيني ، القدرة على الهدوء والتضخم. يحدث الأول تحت تأثير وزنه ونقعه ، والثاني يزيد من حجم التربة ، وعند التجفيف ، ينخفض ، مما يؤدي إلى تشققات وفقدان القوة.
صخور الطين
تحتوي التربة الطينية على جزيئات متقشرة صغيرة لا يزيد قطرها عن 0.005 مم. يمكن تفريق عدد صغير من حبيبات الرمال المتربة. تشير التربة الطينية إلى صخور الرفع ، حيث أن الشعيرات الدموية الرقيقة والطائرات الكبيرة بين الجزيئات لمحتوى الرطوبة تؤدي إلى تشبع سريع بالماء ، مما يدمر سلامة التكوين تحت تأثير الصقيع. تنقسم التربة الطينية إلى ما يلي:
- الطين - تحتوي على رقائق الطين أكثر من 30 ٪.
- الطميية - يتناقص عدد الرقائق إلى 10-30 ٪ ؛
- تتميز الرواسب الرملية بمحتوى يتراوح بين 3 إلى 10٪ من المقاييس.
تربة الطين تغيير قوتها اعتمادا على الرطوبة. يمكن الجاف تحمل حمولة كبيرة. من محتوى جزيئات الطين يعتمد على مؤشر اللدونة والسيولة.
رمل مغرق
القواعد ، التي ، عند فتحها ، تبدأ في التحرك ، والتي تظهر فيها سيولة أكبر ولزوجة ، تسمى الرمال المتحركة. وهي تشمل غبار الرمال وجزيئات القشور الطينية والمضافات الغرينية. الرمال المتحركة تحتوي على الكثير من الرطوبة ، مما يجعل الكتلة في حالة سائلة تقريبا. وتنقسم التربة من هذا التكوين إلى الرمال المتحركة الحقيقية وغير التقليدية. الأول يحتوي على الكثير من الطين والغروية التي تحتوي على شوائب تتميز التشبع السريع وضعف الرطوبة الرطوبة. يحدث السباحة عندما يكون محتوى الرطوبة بنسبة 6-9 ٪ ، ويلاحظ الانتقال إلى حالة السوائل بعد إضافة الرطوبة في كمية 15-17 ٪.
الرمال المتحركة غير التقليدية تشمل التكوينات الرملية التي لا تحتوي على الطين. تتميز هذه التربة بإدراك عالي للرطوبة والقدرة على التخلص منها بسرعة. تمر إلى الحالة الحالية ، ومثل هذه الخصائص من التربة تجعل استخدامها في البناء مستحيلاً.
الخصائص الميكانيكية والفيزيائية
مؤشر مهم هو توزيع حجم الجسيمات ، والذي يتيح لك معرفة عدد الجسيمات المئوية الموجودة في الكتلة. تشمل الجسيمات القياسية المناسبة للكشف الحبوب: 40 مم - الحصى ، من 0.25 إلى 2 مم - الرمال ، 0.05-0.25 مم - الغبار ، 0.005-0.05 ملم - جزيئات الغبار ، حتى 0.005 مم - جداول الطين.
يوضح الوزن الحجمي مقدار وزن المتر المكعب من التربة ؛ ويتراوح الصخور المختلفة بين 1.5 إلى 2.0 طن لكل متر مكعب. يكشف معامل المسامية نسبة إجمالي عدد المسام إلى حجم التربة بأكمله. يحدد مؤشر الرطوبة نسبة كتلة الرطوبة الموجودة إلى وزن نفس الحجم في الحالة الجافة.
مؤشر الاتصال يكشف قدرة الحبوب الصغيرة والجزيئات على البقاء في شكل متكامل تحت الحمل. تحتوي التربة الطينية على أعلى معدل ؛ وفي التكوينات الرملية ، يكون التماسك المتبادل للجزيئات غائبًا تمامًا.
اللدونة هي خاصية لصخرة لتغيير الشكل تحت تأثير الحمل وتبقى دون تغيير بعد إزالته. أعلى مؤشر للصخور الطينية ؛ وتظهر القيم الأدنى بالرمال والقواعد الحصوية.
يكشف السبر الثابت عن مؤشر على قوة الطبقة التي تم فحصها. القوة هي القدرة على البقاء على حالها عند تعرضها للحمل.
سمة مهمة من سلالة هي مقاومة القص. حركة طبقة واحدة إلى أخرى تحدث على طول طائرات انزلاق معينة. تحت تأثير الحمل ، تقاوم الجزيئات القص وكمية الالتصاق وتشكل الفهرس المطلوب.
الجليد السرمدي
تشكل المياه الجوفية ليس فقط تراكم السوائل داخل الخزانات ، ولكن أيضًا تشكل جليدًا صلبًا. تسمى التربة الصقيعية منطقة كريوليت ، التي تتكون من طبقات الجليد. تتشكل في الجبال ، على سطح السهول بدرجة عالية من التمعدن وتحت الأرض. تتشكل التربة الصقيعية في المناطق ذات الإزاحة التكتونية المستمرة للآفاق بواسطة الصخور الرطبة أو نتيجة لتجميد السائل المتراكم سابقًا في طبقات تحت الأرض.
في جميع مناطق التربة الصقيعية تقريبًا ، تحدث تراكمات الجليد المهاجرة. الصخور المجمدة نتيجة لسنوات عديدة هي نتيجة تراكم البرد لفترة طويلة في كتلة الطبقات تحت الأرض. يتحدث العديد من الباحثين عن وجودها منذ قرون منذ العصور القديمة. نتيجة للمناخ القاسي الثابت في الأماكن التي توجد فيها التربة الصقيعية ، لا يُتوقع تدمير طبقات الجليد إذا لم يكن التوازن الطبيعي مضطربًا نتيجة لنشاط بشري. عند استخدامها كأساس لبناء الطبقات ذات التربة المتجمدة ، يتم الانتباه إلى الموقف الدقيق لسلامة السطح ، وإلا فقد يحدث توازن ثابت.
العدسات في الأرض وعمق التجميد
تتطور التربة الصقيعية بشكل غير متساو داخل منطقة شاسعة. في بعض الأحيان تحدث بقع معزولة ، وفي بعض الأحيان يتم تجميد مناطق كاملة دون انقطاع. لا تحدد دراسات طبقة التربة المذابة دائمًا وجود العدسات فيه - الأجزاء المجمدة من تراكم الجليد.إذا تم بناء المبنى في منطقة تربة ذائبة وفقدت عدسة ، ويقع جزئياً فوقه ، فإن الحرارة الناتجة عن الهيكل أثناء العملية تذوب تراكم الجليد ويتم إنشاء هبوط أو انهيارات أرضية غير متوقعة.
في بعض الأحيان تكون العدسات الجليدية مصطنعة نتيجة لتعطل التبادل الحراري الطبيعي بين سطح التربة وعمقها.
يتضخم الجليد المخزن في الأعماق مع ارتفاع درجة الحرارة ، مما يؤدي إلى تشويه التربة. لا تتأثر قوة القاعدة بالعدسات الجليدية الفردية فحسب ، بل تتأثر أيضًا بالعمق الطبيعي للتجميد في التربة. يتم حساب المؤشر لأبرد فترة في المنطقة. في الوقت نفسه ، يتم وضع الحد الأقصى للرطوبة من الصخور وظروف عدم وجود الثلوج على السطح في الحساب.
يؤخذ عمق التجميد في الاعتبار عند وضع الأساس لبناء المباني والهياكل ، بينما يتم دفن أسفل الأساس تحت علامة التجميد المقبولة. في الحساب ، يتم الحصول على مؤشر يتجاوز قليلاً عمق التجميد الحقيقي. يتم أخذها كأساس ، حيث يتم إجراء الحساب لتلك الحالات عندما تؤدي مجموعة من الظروف إلى أسوأ ظروف التشغيل.
في الختام ، تجدر الإشارة إلى أن دراسة تكوينات التربة بواسطة طريقة السبر الثابت تساعد على توسيع الموائل البشرية بسبب منطقة التربة الصقيعية وسيبيريا القصوى ، لبناء قرى حديثة ومحطات معالجة هناك.
