Тест на проникновение конуса

Грузовик CPT, управляемый USGS .

Символ, используемый в рисунках

Упрощенная версия конуса пенетрометра.

Тест проникновения в конус или пенетрометр конуса ( CPT ) - это метод, используемый для определения геотехнических свойств почв и разграничения стратиграфии почвы . Первоначально он был разработан в 1950 -х годах в Голландской лаборатории для механиков почвы в Делфте, чтобы исследовать мягкие почвы. Основываясь на этой истории, он также был назван «голландским тестом конуса». Сегодня CPT является одним из наиболее используемых и принятых почвенных методов для исследования почвы по всему миру.

Метод испытаний состоит из толкания инструментального конуса , при этом наконечник обращен вниз, в землю с контролируемой скоростью (контролируется между 1,5 -2,5 см/с принят). Разрешение CPT в разграничивающих стратиграфических слоях связано с размером наконечника конуса, с типичными кончиками конуса, имеющими площадь поперечного сечения 10 или 15 см. ² , соответствует диаметрам 3,6 и 4,4 см. Очень ранняя ультра-миниатюра 1 см ² Пенетрометр вычитания был разработан и использован в американской мобильной системе запуска баллистической ракеты ( MGM-134 Midgetman ) программа проектирования почвы/структуры в 1984 году в The Earth Technology Corporation в Лонг-Бич, штат Калифорния.

История и развитие

Результат теста на проникновение конуса: сопротивление и трение слева, коэффициент трения (%) справа.

Ранние применения CPT в основном определили логистику геотехнического свойства почвы от способности нести . Оригинальные пенетрометры конусов включали простые механические измерения общей сопротивления проникновения, чтобы протолкнуть инструмент с коническим наконечником в почву. Были использованы различные методы для разделения общего измеренного сопротивления на компоненты, генерируемые коническим наконечником («трение кончика») и трение, генерируемое стержней. годах . Для количественной оценки этого компонента трения и помощи в определении прочности сплоченной почвы в 1960 -х годах был добавлен рукав трения для определения силовой силы почвы в 1960 -х Электронные измерения начались в 1948 году и улучшились в начале 1970 -х годов. Большинство современных электронных CPT -конусов в настоящее время также используют датчик давления с фильтром для сбора данных давления в воде . Фильтр обычно расположен либо на кончике конуса (так называемое положение U1), непосредственно за наконечником конуса (наиболее распространенное положение U2) или за рукавом трения (положение U3). Данные о давлении воды в поре помогают определять стратиграфию и в первую очередь используются для коррекции значений трения на наконечник для этих эффектов. CPT -тестирование, которое также собирает эти пьезометр, называется CPTU Testing. Оборудование для испытаний CPT и CPTU, как правило, продвигает конус с использованием гидравлических баранов, установленных на сильно балластном транспортном средстве, или с использованием прикрученных якорей в качестве противоречия. Одним из преимуществ CPT по сравнению с стандартным тестом на проникновение (SPT) является более непрерывный профиль параметров почвы, причем данные регистрируются с интервалами, обычно от 20 см, но не менее 1 см.

Производители зондов и систем сбора данных с пенометром конусов включают в себя gogentogler, который был получен подразделением Applied Seciance Associates Vertek , Geopoint Systems BV и языческое геотехническое оборудование.

Дополнительные параметры тестирования in situ

В дополнение к механическим и электронным конусам, на протяжении многих лет было разработано множество других инструментов, развернутых CPT, было разработано для предоставления дополнительной подземной информации. Одним из распространенных инструментов, продвинутых во время тестирования CPT, является геофональный набор для сбора сейсмической сдвиговой волны и скоростей сжатия . Эти данные помогают определить модуль сдвига и соотношение Пуассона с интервалами через колонку почвы для анализа разжижения почвы и анализа прочности почвы с низким делением. Инженеры используют скорость сдвиговой волны и модуль сдвига, чтобы определить поведение почвы при низких и вибрационных нагрузках. Дополнительные инструменты, такие как лазерная флуоресценция , рентгеновская флуоресценция , почвы проводимость / удельное сопротивление , PH , температура и мембранная интерфейс -зонд и камеры для захвата видео -изображений также все более продвигаются в сочетании с зондом CPT.

Дополнительный развернутый CPT-развернутый инструмент, используемый в Британии, Нидерландах, Германии, Бельгии и Франции, представляет собой пьезокон в сочетании с триасиальным магнитометром . Это используется для того, чтобы попытаться обеспечить, чтобы тесты, скважины и кучи не сталкивались с неразорвавшимися боеприпасами (UXO) или DUDS . Магнитометр в конусе обнаруживает железные материалы 50 кг или больше в радиусе до примерно 2 м расстояния от зонда в зависимости от материала, ориентации и условий почвы.

Стандарты и использование

CPT для геотехнических применений был стандартизирован в 1986 году ASTM Standard D 3441 (ASTM, 2004). ISSMGE обеспечивает международные стандарты на CPT и CPTU. Позднее стандарты ASTM посвящены использованию CPT для различной характеристики окружающей среды и подземных вод . мониторинга Для геотехнических исследований почвы CPT более популярен по сравнению с SPT как методом геотехнического исследования почвы. Его повышенная точность, скорость развертывания, более непрерывный профиль почвы и снижение стоимости по сравнению с другими методами испытаний почвы. Возможность продвигать дополнительные инструменты тестирования in situ с использованием буровой установки CPT Direct Push , включая сейсмические инструменты, описанные выше, ускоряют этот процесс.

Библиография

• «Тестирование на проникновение конуса в геотехнической практике»; Т. Ланн, П.К. Робертсон и Джейм Пауэлл. Blackie Academic & Professional. Лондон
• Meigh, AC, 1987 «Тестирование проникновения в конус - методы и интерпретация», Ciria, Butterworths.
• ASTM, 2004, «Стандартный метод глубокого квазистатического конуса и тестов проникновения в конус конуса в почве»; ASTM Стандарт D 3441, ASTM International, West Conshohocken, PA, 7 стр.
• ASTM D-5778 «Стандартный метод испытаний для выполнения электронного конуса трения и тестирования проникновения в пьезоконы».
• Международная процедура справочного тестирования для CPT и CPTU - Международное общество механики почвы и геотехнической инженерии (ISSMGE)
• Мейн, Пол; Auxt, Jay A.; Митчелл, Джеймс К.; Yilmaz, Recep (4–5 октября 1995 г.). «Национальный отчет США о CPT» (PDF) . Труды, Международный симпозиум по тестированию на проникновение конуса, Vol. 1 (CPT '95) . Linköping, Швеция: Шведское геотехническое общество. С. 263–276 . Получено 2011-09-26 .