Методы, виды срезов в скважине
Метод применяется для определения прочностных свойств: песков разного
гранулометрического состава (кроме крупных), глинистых пород полутвердой —
текучей консистенции, иловатых и органогенных грунтов. Содержание крупных (до 10
мм) включений не должно превышать 10 %.
Различают три модификации испытаний:
- вращательный
- кольцевой
- поступательный срез.
Все они основаны на срезе, который производят лопастями рабочего органа в горизонтальном (или вертикальном) направлении грунтов, обнаженных в стенках скважины или залегающих ниже ее забоя при природном давлении (вращательный срез) или заданной нормальной нагрузке (кольцевой и поступательный срез).
Техническая характеристика испытаний приведена в табл. 7.15.
При вращательном срезе производится срезание крыльчаткой глинистых грунтов текучей — мягкопластичиой — консистенции. При этом одновременно измеряется крутящий момент, затрачиваемый на срез. Метод кольцевого среза заключается в создании при помощи эластичной камеры нормального давления на грунт, обнаженный в стенке буровой скважины, и его срезании крыльчаткой при трех нормальных давлениях с измерением соответствующих крутящих моментов. Метод применяют для испытаний тугопластичных и полутвердых глинистых грунтов, залегающих выше уровня грунтовых вод.
При поступательном срезе к грунту в стенке скважины прикладывают нормальное давление, срезают грунт горизонтальной лопастью и измеряют сопротивление сдвигу. В процессе испытаний срез проводят при трех нормальных давлениях. Поступательный срез применяют в основном для испытания песков, залегающих выше уровня грунтовых вод. Схемы взаимодействия грунтов с рабочими снарядами при испытаниях на срез показаны на рис. 7.18.
Рис. 7.18. Схемы взаимодействия грунтов с рабочими снарядами при вращательном (а), кольцевом (б), поступательном (в) срезах
Таблица 7.15 Условия применения методов вращательного, поступательного и кольцевого среза
далее..Вращательный срез
При проведении испытаний грунтов вращательным срезом крыльчатку вдавливают в грунт на 0.1-0.5 м ниже забоя скважины. Затем ее поворачивают и измеряют крутящий момент, затрачиваемый на срез грунта, и установившийся момент, отвечающий сопротивлению грунта срезу с нарушенной структурой. В некоторых конструкциях установок (например, в конструкции Г. П. Корчагина) предусмотрена автоматическая запись угла поворота крыльчатки и крутящего момента, что позволяет по данным испытаний получить график функции М = ƒ(αшт) (рис. 7.19) и вычислить показатели прочности грунтов.
Кольцевой срез
При проведении испытаний грунтов методом кольцевого среза на заданной глубине создают нормальное давление распорным штампом. Давление прикладывают ступенями по 0,01 МПа до достижения заданного нормального давления. К вертикальной лопасти прикладывают срезаю¬щую нагрузку и фиксируют крутящий момент.
Поступательный срез
В процессе обработки результатов испытаний вычисляют сдвигающие усилия при трех нормальных давлениях по формуле τ = 0,95Pmax / ƒ, где Рmax — максимальное срезающее усилие, ƒ — площадь горизонтальной лопасти. По величинам нормальных нагрузок и соответствующих сдвигающих усилий находят с и φ.
