Testování na místě

In-situ testování se týká testovacích metod, které se provádějí přímo na zemi, skále nebo půdě na určitém místě. Tyto testy se provádějí za účelem shromáždění informací o geotechnických vlastnostech místa, jako je pevnost, tuhost, propustnost a deformační charakteristiky. Testování in-situ je důležitou součástí průzkumu lokality, protože umožňuje inženýrům a geologům vyhodnotit podpovrchové podmínky a vhodnost lokality pro různé typy stavebních projektů.

Testovací metody in-situ se obvykle dělí do dvou širokých kategorií: (1) penetrační testy, které zahrnují zaražení nástroje nebo nástroje do země a měření odporu nebo rychlosti penetrace, a (2) nepenetrační testy, které zahrnují měření různých fyzikální vlastnosti půdy nebo půdy, aniž by do ní pronikaly. Některé z nejběžněji používaných testovacích metod in-situ zahrnují standardní penetrační test (SPT), kuželový penetrační test (CPT), tlakoměrný test a test dilatometru. Každý z těchto testů má své výhody a omezení a výběr testovací metody bude záviset na konkrétních cílech zkoumání a vlastnostech zkoumaného místa.

Význam při průzkumu lokality

Testování in-situ je důležitou součástí průzkumu lokality, protože pomáhá lépe porozumět charakteristikám a chování půdy a horniny ve skutečných podmínkách na místě. Výsledky získané z testování in-situ se používají k posouzení geotechnických vlastností zeminy a hornin, které se zase používají pro navrhování a výstavbu různých stavebních projektů, jako jsou budovy, silnice, mosty, přehrady a tunely.

In-situ testování může také poskytnout informace o přítomnosti přírodních nebezpečí, jako je např sesuvy půdy, zkapalnění a pokles. Díky pochopení geotechnických vlastností místa mohou inženýři navrhnout vhodné základy, zemní práce a další geotechnické konstrukce, aby se minimalizovalo riziko selhání a zajistila se bezpečnost a stabilita konstrukcí po dobu jejich projektované životnosti.

Typy in-situ testů

Při geotechnickém průzkumu místa se používají různé typy zkoušek in-situ. Některé z běžně používaných in-situ testů jsou:

1. Standardní penetrační test (SPT): Tento test zahrnuje zaražení vzorkovače s dělenou lžičkou do země pomocí standardního závaží a výšky pádu. Počet úderů potřebných k přejetí vzorkovače na nastavenou vzdálenost se zaznamená a použije ke stanovení odporu půdy.
2. Test penetrace kuželem (CPT): Tento test zahrnuje zatlačení penetrometru ve tvaru kužele do země při konstantní rychlosti pronikání. Měří se odpor zeminy proti penetraci a používá se ke stanovení vlastností zeminy.
3. Zkouška tlakoměru: Tato zkouška zahrnuje vložení válcové sondy do vrtu a její následné roztažení pomocí tlaku vody. Změří se tlak potřebný k roztažení sondy a použije se k určení tuhosti a pevnosti zeminy.
4. Test střihu lopatky: Tento test zahrnuje vložení lopatky do půdy a její otočení, aby se změřil krouticí moment potřebný k poškození. Zkouška se používá ke stanovení smykové pevnosti měkkých až tuhých jílů.
5. Test zatížení desky: Tento test zahrnuje umístění ocelové desky na povrch země a aplikaci zatížení. Měří se sedání desky při zatížení a používá se pro stanovení únosnosti zeminy.
6. Cross-Hole Test: Tento test zahrnuje vyvrtání dvou nebo více vrtů a umístění seismických senzorů do nich. V jednom vrtu se generuje akustická vlna a měří se doba, za kterou dorazí do ostatních vrtů. Zkouška slouží ke stanovení rychlosti smykové vlny a tuhosti zeminy mezi vrty.
7. Downhole Test: Tento test zahrnuje vložení sondy do vrtu a měření vlastností půdy v různých hloubkách. Test se používá ke stanovení půdy stratigrafie a vlastnosti tuhosti v různých hloubkách.

Standardní penetrační test (SPT)

Standardní penetrační test (SPT) je široce používaný in-situ test ke stanovení geotechnických vlastností zeminy na místě. Test zahrnuje zaražení standardního vzorkovače do země pomocí kladiva se standardním závažím a pádovou dráhou. Počet úderů potřebných k zaražení vzorkovače na standardní vzdálenost do půdy se zaznamená jako „hodnota N“ SPT. SPT se používá k odhadu smykové pevnosti půdy, hustoty a dalších vlastností.

Zkouška SPT se provádí vyvrtáním vrtu do zeminy, obvykle pomocí dutého kmenového šneku, a vložením vzorkovací trubky do vrtu. Do půdy na dně vrtu se poté pomocí standardního kladiva o hmotnosti 63.5 kg zarazí vzorkovač s dělenou lžící a propadne standardní vzdáleností 75 cm. Počet úderů potřebných k tomu, aby vzorkovač urazil prvních 15 cm průniku, se nepočítá a počet úderů potřebných pro další tři přírůstky po 15 cm se zaznamená jako hodnota N SPT.

SPT je relativně rychlý a levný test, díky čemuž je oblíbenou volbou pro průzkumy na místě. Výsledky testu však mohou být ovlivněny faktory, jako je typ půdy, velikost vzorkovače a energie kladiva, které je třeba vzít v úvahu při interpretaci výsledků.

Kuželový penetrační test (CPT)

Cone Penetration Test (CPT) je široce používaná zkušební metoda in-situ v geotechnickém inženýrství. Jedná se o zatlačení kuželového penetrometru do země konstantní rychlostí průniku a měření odolnosti proti průniku a tlaku pórové vody v různých hloubkách. Kuželový penetrometr se obvykle skládá z ocelového kuželového hrotu, řady segmentů třecí objímky a snímače tlaku vody v pórech. Jak je kuželový penetrometr zatlačován do země, měření odolnosti proti pronikání a tlaku vody v pórech jsou nepřetržitě zaznamenávána, což poskytuje profil vlastností půdy nebo horniny s hloubkou.

CPT se často používá k získání informací o typu půdy, pevnosti a stlačitelnosti a také o podmínkách podzemní vody. Výsledky zkoušek lze použít k odhadu únosnosti zeminy, sedání základů, potenciálu zkapalňování a zeminy stabilita svahu. CPT je považován za spolehlivou a nákladově efektivní metodu pro průzkum lokality, zejména u velkých a složitých projektů.

Zkouška tlakoměru

Zkouška tlakoměru je zkouška in situ používaná k měření in situ napětí-deformačních charakteristik zemin a skály. Při tomto testu se válcová sonda zasune do země a sonda se pak roztáhne působením tlaku na vnitřek sondy. Tlak se postupně zvyšuje, zatímco je monitorován objem sondy. Výsledná data tlak-objem se použijí ke stanovení modulu deformace a parametrů smykové pevnosti zkoušené zeminy nebo horniny. Zkouška tlakoměrem se často používá v měkkých půdách, kde standardní penetrační zkoušky nebo kuželové penetrační zkoušky nemusí být vhodné. To je také běžně používané v geotechnickém inženýrství navrhování pro základy a opěrné konstrukce.

Zkouška ve smyku lopatky

Lopatkový smykový test je geotechnický test in-situ používaný ke stanovení neodvodněné smykové pevnosti měkkých až tuhých soudržných zemin. Test zahrnuje zatlačení čtyřlisté lopatky svisle do půdy, její otáčení konstantní rychlostí smyku a měření točivého momentu potřebného k udržení rotace. Měření krouticího momentu slouží ke stanovení maximální smykové odolnosti, která se používá k výpočtu neodvodněné smykové pevnosti zeminy.

Lopatková smyková zkouška je zvláště užitečná při hodnocení pevnosti jílů a jílů a často se používá k odhadu neodvodněné smykové pevnosti zemin pro návrh mělkých základů, opěrných zdí a náspů. Zkouška je rychlá, levná a lze ji provádět ve vrtech nebo zkušebních jámách bez nutnosti výkopu zeminy.

Test zatížení desky

Deskový zátěžový test (PLT) je in-situ test používaný k určení konečné únosnosti zeminy a pravděpodobného sedání konstrukce na této zemině. Zkouška zahrnuje umístění ocelové desky na povrch země a její zatížení hydraulickým zvedákem, dokud deska nezačne klesat do půdy. Míra sedání a tlak působící na desku se měří v různých fázích zatížení, aby se vytvořila křivka zatížení-sednutí.

Z křivky zatížení-sedání lze odhadnout konečnou únosnost zeminy spolu s modulem přetvoření a dalšími vlastnostmi zeminy. Tyto informace jsou užitečné při navrhování mělkých základů konstrukcí, jako jsou budovy a mosty, a při posuzování stability náspů a svahů.

PLT se obvykle používá ve spojení s jinými techniky průzkumu místa, jako je vrtání vrtů a odběr vzorků a geofyzikální průzkumy, s cílem poskytnout komplexní pochopení půdních a horninových podmínek na místě.

Zkouška křížovou dírou

Testování křížových vrtů je geofyzikální technika in-situ používaná k určení seismických vlastností půdních nebo horninových materiálů mezi dvěma nebo více vrty. Metoda zahrnuje generování seismické vlny v jednom vrtu pomocí zdroje energie, jako je kladivo nebo výbušnina, a záznam odezvy na vlnu v blízkém vrtu pomocí geofonu nebo akcelerometru. Analýzou doby příchodu, amplitudy a frekvenčního obsahu vlny v přijímači mohou geofyzikové určit vlastnosti materiálu mezi vrty, jako je seismická rychlost, smykový modul a Poissonův poměr. Testování napříč otvory se běžně používá pro geotechnické a geofyzikální průzkumy podpovrchu, jako je návrh základů, hodnocení seismického nebezpečí a charakterizace podzemních vod.

Downhole Test

Downhole testing je typ in-situ testování, které zahrnuje měření geotechnických parametrů ve vrtu. Tento typ testování se běžně používá při průzkumu nerostů, ale může být také použit v geotechnickém inženýrství a průzkumu životního prostředí.

Existuje několik typů hlubinných testů, včetně:

1. Downhole seismic testing: To zahrnuje měření rychlosti a útlumu seismické vlny ve vrstvách hornin obklopujících vrt. Tyto informace lze použít k odvození elastických vlastností horniny, které mohou být důležité v aplikacích geotechnického inženýrství.
2. Těžba těžbou: Jedná se o spuštění těžebního nástroje do vrtu za účelem měření různých vlastností horniny, jako je hustota, pórovitost a elektrická vodivost. Tyto informace lze použít k charakterizaci geologie a hydrologie podpovrchu a mohou být důležité při průzkumu nerostů, geotechnickém inženýrství a zkoumání životního prostředí.
3. Testování propustnosti vrtu: Jedná se o vstřikování nebo čerpání vody do vrtu a měření tlakové odezvy. Tyto informace lze použít k odhadu propustnosti okolní horniny, což může být důležité v hydrogeologických a geotechnických aplikacích.

Celkově může hlubinné testování poskytnout cenné informace o podpovrchové geologii a vlastnostech, které mohou být důležité v široké řadě aplikací.