Testul constă în măsurarea rezistenței la penetrare a unui vârf conic metalic, conectat la o tijă de oțel extensibil. Tija este formata din adaos de tije succesive, lipite pe verticala, avand dimensiune standard si masa cunoscuta. Tijele sunt introduse în pământ prin batere si sunt lasate să cadă de la aceeasi înălțime.
Informația furnizată de test este continuă, deoarece măsurătorile rezistentei la penetrare se efectuează pe tot parcursul incercarii.
Se inregistreaza numărul de batai necesare penetrării fiecărei porțiuni de lungime stabilită.
Testele de penetrare dinamica continue pot fi efectuate conform unor standarde diferite, în funcție de combinațiile parametrilor adoptați:
- masa maiului (10 ÷ 100 kg);
- înălțimea de cădere (200 ÷ 760 mm);
- diametrul vârfului conului (22 ÷ 63 mm);
- forma vârfului (unghi de deschidere 60 ° – 90 °, extensie la baza conului);
- diametrul exterior al tijei (16 ÷ 45 mm);
- pătrunderea de referință (100 ÷ 300 mm);
- metoda de eliminare sau reducere a frecarii laterale de-a lungul barelor (acoperire, noroi prin tije, diametrul vârfului> diametrul tijei).
Caracteristicile echipamentului și metodele de execuție au fost standardizate în Procedurile Internaționale de Referință elaborate de ISSMFE si includ patru tipuri de penetrometru, clasificat în funcție de masa maiului:
TIP | Cod de referință | Masa M(kg) |
Ușor | DPL (ușor) | M ≤ 10 |
Mediu | DPM (mediu) | 10 < M < 40 |
Greu | DPH (greu) | 40 < M < 60 |
Super greu | DPSH (super greu) | M ≥ 60 |
Rezistența la penetrare dinamică pe con, Rpd, în funcție de numărul de lovituri N, este evaluată folosind formula olandeză:
Rpd = M2·H/[A·e·(M + P)] = M2·H·N/[A·δ·(M + P)]
Unde:
- Rpd = rezistența la penetrare dinamică pe con (zona A);
- e = δ / N = patrunderea conului sub o singura lovitura;
- M = masa oscilantă (înălțimea de cădere H);
- P = masa totală a barelor și a sistemului.
Test de penetrare dinamică SPT (test de penetrare standard)
Testul SPT se efectuează în timpul forării. Acesta constă în înregistrarea numărului de lovituri necesare pentru a penetra 45 cm în teren, prin gaura de foraj, un tub de prelevare de dimensiuni standard. Tubul este conectat la suprafață prin intermediul bateriei de tije pe care acționează o greutate de 63,5 kg, care cade liber de la înălțimea de 0,76 m.
În timpul testului se măsoară:
- N1 = numărul de lovituri necesare pentru a introduce in teren sondă primii 15 cm, considerate secțiunea „start”;
- N2 = numărul de lovituri necesare pentru patrunderea sondei pentru următorii 15 cm;
- N3 = numărul de lovituri necesare ultimilor 15 cm de progres.
Valoarea obținută este asimilată ca rezistență la penetrare:
NSPT = N2 + N3
Se folosește următorul echipament standard:
- tije de piloți cu un diametru exterior de 50 mm și o greutate de 7 kg / m;
- capul de oțel înșurubat pe temple;
- ciocan de oțel de 63,5 kg;
- dispozitiv automat care permite cătușului să cadă de la o înălțime de 0,76 m;
- ghidarea dispozitivului de centrare pentru tije;
- etalon standard (numit Raymond de la compania care la introdus prima). Este un tub carotier cu un diametru exterior de 51 mm, o grosime de 16 mm și o lungime totală de 813 mm;
- în terenuri necoezive, manșeta este înlocuită cu un vârf conic cu diametru de 51 mm, si unghiul de 60 °.
Receptorul Raymond constă într-un tub care este divizat longitudinal pe jumătate; cele două semituburi sunt ținute împreună, în timpul introducerii, de un manșon înșurubat la bază și un inel la partea superioară. La sfârșitul testului, manșonul este deșurubat, tubul se deschide în două, permițând extragerea eșantionului.
Vasta utilizarea a incercarii SPT se datorează, în principal, ușurinței de realizare, putand fi efectuată în orice tip de teren în timpul execuției forajelor, fără adoptarea de echipamente suplimentare; utilizarea sa în întreaga lume a condus la producerea unei bibliografii abundente care ușurează interpretarea rezultatelor obținute.
Există numeroase corelații între rezistența la penetrare (NSPT) și parametrii geotehnici pentru terenuri coezive si necoezive, din care amintim:
TERENURI NECOEZIVE
Cele mai adecvate corelații între rezistența la penetrare (NSPT) și parametri geotehnici sunt prezentate in cele ce urmeaza:
Permite determinarea densității relative a terenurilor necoezive prin intermediul relației dintre rezistența la penetrare și presiunea verticală efectivă.
Permite determinarea unghiului de frecare interna în funcție de forța verticală efectivă.
3) Corelațiile lui Schmertmann
In cadrul acestor corelatii se raporteaza valorea unghiul de frecare interna la valoarea densitatii relative, în funcție de dimensiunile particulelor rezultate din curba granulometrica, folosind atât valorile densității relative Dr obtinute cu metoda Gibbss-Hotz, cât și cu metoda Terzaghi-Pech-Skempon.
f = 28+0.14·Dr
f = 31.5+0.115·Dr
f = 34.5+0.10·Dr
f = 38+0.08·Dr
4) Corelații între rezistența la penetrarea NSPT și compresibilitate
Metodele utilizate sunt împărțite în două categorii.
Prima categorie se bazeaza pe corelarea valorii rezistenței la penetrare dinamica cu valoarea tasarii. In cadrul acestei categorii sunt incluse metodele Terzaghi și Peck, Meyerhof și Peck-Bazaraa.
A doua categorie se refera la corelațiile empirice între NSPT și modulul de deformatie liniara a nisipurilor; In cadrul acestei categorii sunt incluse metodele Alpan, D’Apollonia, Parry.
In urma compararii valorilor tasărilor calculate cu diferite metode empirice cu valorile tasărilor reale, măsurate în America de Peck (1948) – Bazaara (1967) – Baker (1965), Parry (1971), rezulta ca metoda Peck este cea mai corespunzatoare, în timp ce metodele cele mai testate sunt cele ale lui Meyerhof, Peck-Bazaraa, Alpan și Burland-Burbidge (1984).
TERENURI COEZIVE
Cea mai utilizata corelație este Terzaghi-Peck, bazata pe valoarea rezistenței la penetrarea NSPT, consistența pamantului și valoarea coeziunii nedrenată Cu.
Dar relația dintre NSPT și Cu se poate aplica doar in cazul argilelor sensibile. Aceste tipuri de argile sunt definite ca avand sensibilitatea A = Cu,i / Cu,r (raportul dintre coeziunea nedrenată a eșantionului netulburat și coeziunea nedrenată a eșantionului tulburat), raportul A are valori cuprinse intre 4 si 8.
În restul cazurilor, evaluarea parametrilor pamanturilor coezive, bazată pe valoarea rezistenței la penetrare dinamica NSPT este considerată nesigură.
Corelarea testului de penetrarea dinamica continua cu testul SPT
Corelația care leagă numărul de lovituri N care se obțin din testul DP și valoarea NSPT care se obține din testul SPT este următoarea:
NSPT = βt·N
Unde:
βt=(Q/QSPT)
Q este energia specifică pe lovitură și QSPT este energia corespunzatoare testului SPT.
Odată identificată valoarea NSPT corelată cu numărul de lovituri, caracteristicile geotehnice ale terenurilor sunt obținute folosind aceleași corelații valabile pentru testele SPT.
CALCULAREA (N1)60
(N1)60 este numărul normal de lovituri, definit astfel:
(N1)60 = CN·N60 (Liao e Whitman 1986)
unde:
CN=(Pa/sv0)
- CN<1.7 si Pa= 101.32 kPa
N60=NSPT·(ER/60)·Cs ·Cr ·Cd
unde:
- ER – raportul de energie a echipamentului conform ASTM-D-4633-86;
- Cs – factor de corectie datorat prezentei sau absentei mansonului (daca nu se ia in considerare mansonul valoarea Cs=1,2);
- Cd – factor de corectie in functie de diametrul gaurii de foraj (pentru foraje avand diametrul intre 65-115mm, valoare Cd=1);
- Cr – factor de corectie datorat lungimii tijelor de batere.
DYNAMIC PROBING ESTE CEL MAI UTILIZAT SOFTWARE DIN LUME PENTRU PROCESAREA TESTELOR DE PENETRARE DINAMICA CONTINUA.