Dechado estándar de la prueba de penetración para la investigación que examina

Dechado estándar de la prueba de penetración para la investigación que examina

Productos detallados:

Investigación geotécnica

Prueba de penetración estándar

Prueba de penetración estándar (SPT)

La prueba de penetración estándar (SPT) es una prueba de penetración dinámica "in-situ" diseñada para proporcionar la información en las propiedades geotécnicas de la ingeniería del suelo. El método de prueba se describe en el EN ISO 22476-3 de las BS del estándar británico, ASTM D1586 y estándares australianos COMO 1289.6.3.1. Una descripción detallada de la prueba y del procedimiento del SPT se puede encontrar en los datos geotécnicos

Procedimiento

La prueba utiliza un tubo de pared gruesa de la muestra, con un diámetro exterior de 50 milímetros y un diámetro interior de 35 milímetros, y una longitud de alrededor 650 milímetros. Esto es conducida en la tierra en la parte inferior de una perforación por los soplos de un martillo de la diapositiva con un peso de 63,5 kilogramos (140 libras) que bajan con una distancia de 760 milímetros (30 adentro). El tubo de la muestra se conduce 150 milímetros en la tierra y entonces el número de soplos necesarios para que el tubo penetre cada 150 milímetros (6 adentro) hasta una profundidad de 450 milímetros (18 adentro) se registra. La suma del número de soplos requeridos para los segundos y el tercero 6 adentro. de la penetración se llama la “resistencia estándar de la penetración” o el “N-valor”. En caso de que 50 soplos sean escasos para avanzarla con un intervalo de 150 milímetros (6 adentro) la penetración después de que se registren 50 soplos. La cuenta del soplo proporciona una indicación de la densidad de la tierra, y se utiliza en muchas fórmulas geotécnicas empíricas de la ingeniería.

Propósito

El propósito principal de la prueba es proporcionar una indicación de la densidad relativa de depósitos granulares, tales como arenas y gravas de las cuales sea virtualmente imposible obtener muestras imperturbadas. El gran mérito de la prueba, y la razón principal de su uso extenso es que es simple y barato. Los parámetros de la fuerza del suelo que pueden ser deducidos son aproximados, pero pueden dar una guía útil en las condiciones de tierra donde puede no ser posible obtener muestras de la perforación de calidad adecuada como las gravas, arenas, légamos, arcilla que contiene la arena o grava y roca débil. En condiciones donde está sospechada la calidad de la muestra imperturbada, e.g las arcillas muy cenagosas o muy arenosas, o arcillas duras, es a menudo ventajoso alternar el muestreo con las pruebas de penetración estándar para comprobar la fuerza. Si las muestras se encuentran para ser perturbadas inaceptable, puede ser necesario utilizar un método diferente para medir fuerza como la prueba de la placa. Cuando la prueba se realiza en suelos granulares debajo del nivel de agua subterránea, el suelo puede aflojarse. En determinadas circunstancias, puede ser útil continuar conduciendo el dechado más allá de la distancia especificada, añadiendo barrenas más futuras cuanto sea necesario. Aunque esto no sea una prueba de penetración estándar, y no se deba mirar como tal, puede por lo menos dar una indicación si el depósito está realmente tan flojamente como la prueba estándar puede indicar.

La utilidad de los resultados del SPT depende del tipo del suelo, con las arenas de grano fino dando los resultados más útiles, con arenas más gruesas y arenas cenagosas dando resultados razonablemente útiles, y de los suelos del arcilla y llenos de grava que rinden los resultados que pueden ser muy mal representativos de las condiciones verdaderas del suelo. Los suelos en áreas áridas, tales como los Estados Unidos occidentales, pueden exhibir la cementación natural. Esta condición aumentará a menudo el valor estándar de la penetración.

El SPT se utiliza para proporcionar los resultados para la determinación empírica de la susceptibilidad de una capa de la arena a la licuefacción del terremoto, sobre la base de la investigación realizada por la semilla de Harry, T. Leslie Youd, y otros.

Correlación con las propiedades mecánicas del suelo

A pesar de sus numerosos defectos, es práctica usual correlacionar resultados del SPT con las propiedades del suelo relevantes para el diseño de ingeniería geotécnico. La razón que es que los resultados del SPT son a menudo los únicos resultados de la prueba disponibles, por lo tanto el uso de correlaciones directas tiene práctica común convertida en muchos países.

Diversas correlaciones se proponen para los suelos granulares y cohesivos.

Investigación geotécnica

Las investigaciones geotécnicas son realizadas por los ingenieros o los geólogos geotécnicos de la ingeniería para obtener la información sobre las propiedades físicas del suelo y de la roca alrededor de un sitio para diseñar terraplénes y las fundaciones para las estructuras propuestas y para la reparación de la desolación a los terraplénes y a las estructuras causados por condiciones subsuperficies. Este tipo de investigación se llama una investigación del sitio. [1] además, las investigaciones geotécnicas también se utilizan para medir la resistencia termal de suelos o para rellenar los materiales requeridos para las líneas de transmisión subterráneos, las tuberías del petróleo y gas, la eliminación de residuos radiactiva, y las instalaciones termales solares del almacenamiento. Una investigación geotécnica incluirá la exploración superficial y la exploración subsuperficie de un sitio. A veces, los métodos geofísicos se utilizan para obtener datos sobre sitios. La exploración subsuperficie implica generalmente el muestreo del suelo y los pruebas de laboratorio de las muestras del suelo recuperadas.

La exploración superficial puede incluir el trazado geológico, métodos geofísicos, y fotogrametría, o puede ser tan simple como dar une vuelta profesional geotécnico en el sitio para observar las condiciones físicas en el sitio.

Para obtener la información sobre las condiciones del suelo debajo de la superficie, una cierta forma de exploración subsuperficie se requiere. Los métodos de observar los suelos debajo de la superficie, de obtener muestras, y de determinar las propiedades físicas de los suelos y de las rocas incluyen hoyos de prueba, trenching (particularmente para localizar faltas y los aviones de la diapositiva), agujerear, y pruebas ines situ.

Muestreo del suelo

Los taladros vienen en dos (2) las variedades de la tubería, de gran diámetro y de diámetro bajo. Los taladros de gran diámetro son raramente usado debido a las preocupaciones y al costo de la seguridad, pero se utilizan a veces para permitir un geólogo o a un ingeniero examinar a visualmente y manualmente la estratigrafía del suelo y de la roca "in-situ". Los taladros de diámetro bajo se utilizan con frecuencia para permitir a un geólogo o el ingeniero examina cortes del suelo o de rocas o recuperar muestras en profundidad usando dechados del suelo, y realizar el suelo sobre el terreno prueba.

Las muestras del suelo se categorizan a menudo como o “siendo perturbado” o “imperturbado; ” sin embargo, muestras “imperturbadas las” no son verdad imperturbadas. Una muestra perturbada es una en el cual la estructura del suelo se ha cambiado suficientemente que las pruebas de las propiedades estructurales del suelo no serán representante de condiciones "in-situ", y solamente las propiedades de los granos del suelo (e.g., distribución dimensional de grano, los límites de Atterberg, y posiblemente el contenido en agua) pueden ser determinadas exactamente. Una muestra imperturbada es una donde está bastante cercana la condición del suelo en la muestra a las condiciones del suelo "in-situ" permitir que las pruebas de las propiedades estructurales del suelo sean utilizadas para aproximar las propiedades del suelo "in-situ".

La colección costera del suelo introduce muchas variables difíciles. En agua poco profunda, el trabajo se puede hacer de una gabarra. En un agua más profunda una nave será requerida. Los dechados profundos del suelo son normalmente variantes del Kullenberg-tipo dechados, una modificación en un despepitador básico de la gravedad usando un pistón (Lunne y largo, 2006). Los dechados del fondo del mar están también disponibles, que empujan el tubo de la colección lentamente en el suelo.

Dechados del suelo

Las muestras del suelo se recogen usando una variedad de dechados; algunos proporcionan solamente muestras perturbadas, mientras que otros pueden proporcionar muestras relativamente imperturbadas.

Pala. Las muestras pueden ser obtenidas excavando el suelo del sitio. Las muestras tomadas esta manera son muestras perturbadas.

Los hoyos de ensayo son mano relativamente pequeña o tramos excavados máquina usados para determinar niveles de agua subterránea y para recoger muestras perturbadas de.

Mano/taladro conducido máquina. Este dechado consiste en típicamente un cilindro corto con un filo atado a una barra y a una manija. El dechado se avanza por una combinación de la rotación y de la fuerza hacia abajo. Las muestras tomadas esta manera son muestras perturbadas.

Taladro continuo del vuelo. Un método de muestreo usando un taladro como sacacorchos. El taladro se atornilla en la tierra después se levanta. El suelo se conserva en las cuchillas del taladro y se guarda para probar. El suelo muestreó esta manera se considera perturbado.

dechado de la Fractura-cuchara/SPT. Utilizado en el ‘método de prueba estándar para la prueba de penetración estándar (SPT) y el muestreo del Fractura-barril de suelos’ (ASTM D 1586 [2]). Este dechado es típicamente un 18" - 30" de largo, 2,0" tubo del hueco de (OD) del diámetro exterior partido en a medias longitudinalmente. Un zapato de impulsión endurecido del metal con un 1,375" abertura se ata al extremo inferior, y a un adaptador unidireccional de la barra de la válvula y de taladro el al frente del dechado. Se conduce en la tierra con un martillo 30" descendente de 140 libras (64 kilogramos). Las cuentas del soplo (huelgas del martillo) requeridas para avanzar el dechado un total de 18" se cuentan y se divulgan. Utilizado generalmente para los suelos incoherentes, las muestras tomadas esta manera se consideran perturbadas.

Dechado modificado de California. Utilizado en ‘el costumbre para la pared gruesa, barril Anillo-alineado, partido, impulsión ofSoils1 de muestreo’ (ASTM D 3550). Similar en concepto al dechado del SPT, el barril del dechado tiene un diámetro más grande y se alinea generalmente con los tubos del metal para contener muestras. Las muestras del dechado modificado de California se consideran perturbada debido al ratio de la área extensa del dechado (superficie transversal del área/muestra de la pared del dechado).

Dechado del tubo de Shelby. Utilizado en ‘el costumbre para el muestreo de paredes delgadas del tubo de los suelos para los propósitos geotécnicos’ (ASTM D 1587 [3]). Este dechado consiste en un tubo de paredes delgadas con un filo en el dedo del pie. Una cabeza del dechado ata el tubo a la barra de taladro, y contiene una válvula de control y respiraderos de la presión. Utilizado generalmente en suelos cohesivos, este dechado se avanza en la capa del suelo, generalmente 6" menos que la longitud del tubo. El vacío creado por la válvula de control y la cohesión de la muestra en el tubo hacen la muestra ser conservados cuando se retira el tubo. Las dimensiones estándar de ASTM son; 2" OD, 36" de largo, 18 calibra grueso; 3" OD, 36" de largo, 16 calibra grueso; y 5" OD, 54" de largo, 11 calibra grueso. Debe ser observado que ASTM permite otros diámetros mientras sean proporcionales a los diseños estandardizados del tubo, y la longitud del tubo debe ser adaptada para las condiciones de campo. El suelo muestreado de este modo se considera imperturbado.

Dechados del pistón. Estos dechados son los tubos de paredes delgadas del metal que contienen un pistón en la extremidad. Los dechados se empujan en la parte inferior de una perforación, con el pistón permaneciendo en la superficie del suelo mientras que el tubo resbala más allá de él. Estos dechados volverán muestras imperturbadas en suelos suaves, pero son difíciles de avanzar en arenas y arcillas tiesas, y pueden ser dañados (comprometiendo la muestra) si se encuentra la grava. El despepitador de Livingstone, desarrollado por D.A. Livingstone, es un dechado de uso general del pistón. Una modificación del despepitador de Livingstone con una cabeza de base serrada permite que sea girada para cortar a través la materia vegetal subsuperficie tal como pequeñas raíces o ramitas enterradas.

Dechado del barril de la jarra. Este dechado es similar a los dechados del pistón, salvo que no hay pistón. Hay agujeros del presión-alivio cerca del top del dechado para prevenir la acumulación de la presión del agua o del aire sobre la muestra del suelo.

Pruebas "in-situ"

Una prueba de penetración estándar (SPT) es una prueba de penetración dinámica "in-situ" diseñada para proporcionar la información en las propiedades del suelo, mientras que también recoge una muestra perturbada del suelo para el análisis de la granulometría y la clasificación de suelo.

El penetrómetro de cono dinámico (DCP) es una prueba "in-situ" en la cual un peso se levanta y se cae manualmente en un cono que penetre la tierra. el número de milímetro por golpe se registra y éste se utiliza para estimar ciertas propiedades del suelo. Ésta es un método de prueba simple y generalmente necesidades que sostienen con datos del laboratorio para conseguir una buena correlación.

Una prueba de penetración del cono (CPT) se realiza usando una punta de prueba equipada con una extremidad cónica, empujada en el suelo hidráulicamente a una tarifa constante. Los informes básicos de un instrumento de CPT inclinan resistencia y resistencia de esquileo a lo largo del barril cilíndrico. Los datos de CPT se han correlacionado para manchar propiedades. Los instrumentos con excepción de la punta de prueba básica de CPT se utilizan a veces, incluyendo:

Penetrómetro de CPTu - de Piezocone. Esta punta de prueba se avanza usando el mismo equipo que una punta de prueba regular de CPT, pero la punta de prueba tiene un instrumento adicional que mida la presión del agua subterránea mientras que se avanza la punta de prueba.

SCPTu - penetrómetro sísmico de Piezocone. Esta punta de prueba se avanza usando el mismo equipo que una punta de prueba de CPT o de CPTu, pero la punta de prueba también se equipa de los geófonos o de los acelerómetros para detectar las ondas de esquileo y/o las ondas de la presión producidas por una fuente en la superficie.

Penetrómetros del flujo completo - T-barra, bola, y placa: Estas puntas de prueba se utilizan en suelos de arcilla extremadamente suaves (tales como depósitos del lecho marino) y se avanzan de la misma manera que el CPT. Pues sus nombres implican, la T-barra es una barra cilíndrica atada perpendicularmente a la formación de la columna de sondeo qué mirada le gusta un T, la bola es una esfera grande, y la placa es placa completamente circular. En arcillas suaves, el suelo fluye alrededor de la punta de prueba similar a un líquido viscoso. La presión debido a la tensión de la sobrecarga y a la presión de agua de poro es igual por todos los lados de las puntas de prueba (desemejantes con CPT), así que no hay corrección necesaria, reduciendo una fuente de error y aumentando exactitud. Deseado especialmente en los suelos suaves debido a las cargas muy bajas en los sensores de medición. Las puntas de prueba del flujo completo se pueden también completar un ciclo hacia arriba y hacia abajo para medir resistencia remolded del suelo. El profesional geotécnico puede utilizar en última instancia la resistencia medida de la penetración para estimar fuerzas de esquileo undrained y remolded.

El HPT (prueba helicoidal de la punta de prueba) mancha la prueba de la exploración y de la compactación por la prueba helicoidal (HPT) de la punta de prueba ha llegado a ser popular para proporcionar un método rápido y exacto de determinar propiedades del suelo en las profundidades relativamente bajas. La prueba del HPT es atractiva para las inspecciones de pie "in-situ" porque es ligera y puede ser conducida rápidamente por una persona. Durante la prueba, la punta de prueba se conduce a la profundidad deseada y el esfuerzo de torsión requerido para dar vuelta a la punta de prueba se utiliza mientras que una medida para determinar las características del suelo. La prueba preliminar de ASTM ha determinado que el método del HPT correlaciona bien a la prueba de penetración estándar (SPT) y a la prueba de penetración del cono (CPT) con la calibración empírica.

La prueba del dilatómetro de la placa plana (DMT) es una punta de prueba de la placa plana avanzada a menudo usando aparejos de CPT, pero se puede también avanzar de aparejos de taladro convencionales. Un diafragma en la placa aplica una fuerza lateral a los materiales del suelo y mide la tensión inducida para los diversos niveles de tensión aplicada en el intervalo deseado de la profundidad.

Las pruebas "in-situ" del gas se pueden realizar en las perforaciones en la realización y en los agujeros de la punta de prueba hechos en los lados de los hoyos de ensayo como parte de la investigación del sitio. La prueba está normalmente con un metro portátil, que mide el contenido del metano como su volumen del porcentaje en aire. Las concentraciones correspondientes del dióxido del oxígeno y de carbono también se miden. Un método más exacto usado para supervisar a largo plazo, consiste en las columnas de alimentación de la supervisión del gas se debe instalar en perforaciones. Éstos comprenden típicamente la fontanería ranurada del uPVC rodeada por la sola grava clasificada. Los 0.5m superiores al 1.0m de la fontanería no es ranurado y es rodeado generalmente por las pelotillas de la bentonita para sellar la perforación. Se caben las válvulas y las instalaciones son protegidas por las cubiertas bloqueables de la llave de paso cabidas normalmente a ras de la tierra. La supervisión está otra vez con un metro portátil y se hace generalmente en bisemanalmente o base mensual.

Pruebas de laboratorio

Una amplia variedad de pruebas de laboratorio se pueden realizar en suelos para medir una amplia variedad de propiedades del suelo. Algunas propiedades del suelo son intrínsecas a la composición de la matriz del suelo y no son afectadas por disturbio de la muestra, mientras que otras propiedades dependen de la estructura del suelo así como de su composición, y se pueden probar solamente con eficacia en muestras relativamente imperturbadas. Algunas pruebas del suelo miden las propiedades directas del suelo, mientras que otras miden las “propiedades index” que proporcionan la información útil sobre el suelo sin directamente la medición de la propiedad deseada.

Límites de Atterberg

Los límites de Atterberg definen los límites de varios estados de la consistencia para los suelos plásticos. Los límites son definidos por la cantidad de agua que un suelo necesita estar a la una de esos límites. Los límites se llaman el límite plástico y el límite líquido, y la diferencia entre ellos se llama el índice de la plasticidad. El límite de la contracción es también una parte de los límites de Atterberg. Los resultados de esta prueba se pueden utilizar para ayudar a predecir otras propiedades de la ingeniería. [4]

California que lleva el ratio

ASTM D 1883. Una prueba para determinar la aptitud de una muestra del suelo o del agregado como plataforma de base del camino. Un émbolo se empuja en una muestra condensada, y se mide su resistencia. Esta prueba fue desarrollada por Caltrans, pero se utiliza no más en el método de diseño del pavimento de Caltrans. Todavía se utiliza como método barato para estimar el módulo resistente. [5] [6]

Dirija la prueba del esquileo

ASTM D3080. La prueba directa del esquileo determina las propiedades consolidadas, drenadas de la fuerza de una muestra. Una tarifa de tensión constante se aplica a un solo avión del esquileo bajo carga normal, y se mide la respuesta de la carga. Si esta prueba se realiza con diversas cargas normales, los parámetros comunes de la fuerza de esquileo pueden ser resueltos. [7]

Prueba del índice de la extensión

Esta prueba utiliza una muestra remolded del suelo para determinar el índice (EI), un valor empírico de la extensión requerido por códigos constructivos del diseño, en un contenido en agua del 50% para los suelos expansivos, como las arcillas expansivas. [8]

Pruebas hidráulicas de la conductividad

Hay varias pruebas disponibles determinar la conductividad hidráulica de un suelo. Incluyen la cabeza constante, la cabeza que cae, y métodos de flujo constante. Las muestras del suelo probadas pueden ser cualquier tipo incluyen las muestras remolded, imperturbadas, y condensadas. [9]

Prueba de Oedometer

Esto se puede utilizar para determinar la consolidación (ASTM D2435) y parámetros de la hinchazón (ASTM D4546).

Análisis de tamaño de las partículas

Esto se hace para determinar la gradación del suelo. Partículas más gruesas se separan en la porción del análisis de tamiz, y las partículas más finas se analizan con un aerómetro. La distinción entre las partículas gruesas y finas se hace generalmente en el μm 75. El análisis de tamiz sacude la muestra a través de mallas progresivamente más pequeñas para determinar su gradación. El análisis del aerómetro utiliza el índice de sedimentación para determinar la gradación de la partícula.

Prueba del R-valor

La prueba 301 de California esta prueba mide la respuesta lateral de una muestra condensada de suelo o de agregado a una presión verticalmente aplicada bajo condiciones específicas. Esta prueba es utilizada por Caltrans para el diseño del pavimento, substituyendo la California que lleva la prueba de ratio.

Pruebas de la compactación de suelo

Procurador estándar (ASTM D698), procurador modificado (ASTM D1557), y prueba 216 de California. Estas pruebas se utilizan para determinar el peso de unidad máximo y contenido en agua óptimo que un suelo puede alcanzar para un esfuerzo dado de la compactación.

Pruebas de la succión del suelo

ASTM D5298.

Pruebas triaxiales del esquileo

Éste es un tipo de prueba que se utilice para determinar las propiedades de la fuerza de esquileo de un suelo. Puede simular la presión que confina que un suelo vería profundamente en la tierra. Puede también simular condiciones drenadas y undrained.

Prueba de compresión sin límites

ASTM D2166. Esta prueba comprime una muestra del suelo para medir su fuerza. Los contrastes “sines límites” del modificante esta prueba a la prueba triaxial del esquileo.

Contenido en agua

Esta prueba proporciona el contenido en agua del suelo, expresado normalmente como porcentaje del peso de agua al peso seco del suelo.

Exploración geofísica

Los métodos geofísicos se utilizan en investigaciones geotécnicas para evaluar el comportamiento de un sitio en un acontecimiento sísmico. Midiendo la velocidad de onda del esquileo de un suelo, la reacción dinámica de ese suelo puede ser estimada. [11] hay varios métodos usados para determinar la velocidad de onda del esquileo de un sitio:

Método de Crosshole

Método del martillo (con un CPT sísmico o un dispositivo substituto)

Reflexión o refracción de la onda superficial

Registración de la suspensión (también conocida como picosegundo que registra o registración de Oyo)

Análisis espectral de las ondas superficiales (SASW)

Análisis modal de las ondas superficiales (MASW)

Microtremor (ReMi) de la reflexión


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La prueba de penetración estándar (SPT) y la prueba (CPT) del penetrómetro de cono tienen estándares industriales convertidos para las investigaciones geotécnicas subsuperficies usando diámetro bajo (<8-in> el artículo concluye indicando que, bajo la mayoría de condiciones, el empleo común del SPT y CPT junto tiene el potencial más grande para caracterizar sitios correctamente.
ASTM D1586 - 11
Método de prueba estándar para la prueba de penetración estándar (SPT) y el muestreo del Fractura-barril de suelos

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