Investigații geotehnice, teste de laborator și rezultatele raportului geologic: tot ce trebuie să știți datorită ghidului geotehnic

Studii geotehnice, teste de laborator și rezultatele raportului geologic: tot ce trebuie să știi, mulțumită ghidului util geotehnic oferit de geologii din Lazio.

Pentru proiectarea precisă a unei lucrări, este esențial să se efectueze un studiu detaliat al subsolului în scopul optimizării resurselor economice în raport cu performanțele solicitate.

Colegiul Geologilor din Regiunea Lazio a publicat un ghid geotehnic interesant, care oferă indicații utile pentru alegerea adecvată a tipului de test și interpretarea corectă a datelor rezultate din certificatul de laborator.

Acest ghid se dovedește a fi deosebit de util atât pentru geologi, cât și pentru inginerii structuriști, oferind sugestii semnificative și informații detaliate pentru proiectarea corectă a interacțiunii dintre fundație și suprastructură.

Programarea investigațiilor

În continuare este prezentată o diagramă de flux extras din ghidul geologilor, care ilustrează etapele cruciale ale investigațiilor pe teren și în laborator, indispensabile pentru execuția corectă a proiectului.

Planificarea investigațiilor pe teren și în laborator necesită o înțelegere a aspectelor generale ale proiectului și trebuie să fie orientată de încadrarea geologică preliminară. Obiectivele includ:

• Confirmarea încadrării geologice preliminare prevăzute.
• Obținerea informațiilor în punctele unde există îndoieli interpretative.
• Contribuția la definirea modelului geologic și hidrogeologic.
• Furnizarea parametrilor geotehnici.
• Contribuția la definirea modelului geotehnic.
• Implementarea unei rețele de monitorizare prin instalarea de instrumente precum piezometre, inclinometre, borne topografice, etc.

Principiile directoare care guvernează proiectarea investigațiilor sunt conturate de următoarele criterii generale:

• Dimensiunea și tipologia lucrării.
• Natura și complexitatea geologică a site-ului.
• Posibile interferențe între lucrare și contextul său înconjurător.

Planul investigațiilor trebuie să permită caracterizarea volumului semnificativ de teren, definit ca porțiunea de subsol influențată direct sau indirect de construcția lucrării și care are un impact asupra acesteia. Această caracterizare vizează definirea nu doar a modelului geologic, ci și a modelului geotehnic, permițând astfel determinarea parametrilor de rezistență la tăiere și deformabilitate a terenurilor în întregul volum semnificativ.

Delimitarea precisă a acestui volum facilitează, de asemenea, planificarea țintită a testelor pe teren, concentrând recoltarea de probe nedisturbate pe litologii care prezintă mai multe critici.

Programul investigațiilor în sinteză trebuie să fie structurat astfel încât să definească sondele, recoltarea de mostre și testele atât calitativ (tipul, modul și timpul de executare), cât și cantitativ (adâncimea, poziția și numărul).

Planificarea corecta si realizarea studiilor geotehnice îi va permite geotehnicianului să interpreteze datele și, astfel, să ajungă la:

• identificarea unităților geotehnice
• atribuirea la unitățile geotehnice
• identificarea regimului presiunilor interstițiale
• definirea modelului geotehnic

Probe de laborator

Este fundamental să evidențiem câteva aspecte pentru a înțelege mai bine limitele și importanța probelor de laborator în raport cu cele pe teren.

Proba pe teren oferă adesea, cu o bună precizie și continuitate, un sort de „fotografie” a condițiilor geostatice. Probele de laborator, atunci când sunt contextualizate în mod corespunzător, constituie adesea mijlocul optim pentru a simula nu doar condițiile pe termen scurt, ci mai ales cele pe termen lung, cum ar fi tensiunile efective.

În proiectarea testelor de laborator, este crucial să se ia în considerare că parametrii geotehnici depind în general de:

• Proprietăți legate de istoria geologică
• Caracteristici intrinseci
• Parametri de stare
• Istorie tensională (variabilă într-un strat)
• Proprietăți legate de lucrări
• Traseu de încărcare
• Sarcină
• Stare de deformare.
• Viteză de deformare.

Studiul experimental de laborator presupune aplicarea valorilor de presiune în intervalul variațiilor de tensiune (încărcare și/sau descărcare) la care sistemul operă/teren va fi supus în condiții corespunzatoare, în diferitele faze de realizare și în condiții de exploatare.

Acest studiu, împreună cu stratigrafia și nivelul apei freatice, este de dorit să fie comunicat laboratorului geotehnic pentru a permite o mai corectă setare a condițiilor de test.

Pentru o interpretare corectă a naturii solului și a testelor în sine, este întotdeauna necesară o caracterizare fizică, volumetrică și granulometrică a solului, prin, cel puțin realizarea următoarelor teste:

• determinarea conținutului de apă
• determinarea maselor volumice
• determinarea limitelor Atterberg
• analiza granulometrică

În caietul tehnic sunt analizate diferite tipuri de teste:

• teste geotehnice rutiere
• teste dinamice și ciclice
• teste de laborator pe roci

Eșantion de sol

Descrierea eșantionului furnizează imediat elemente de evaluare asupra comportamentului mecanic al materialului, bazându-se pe următoarele caracteristici:

• Descriere vizuală
• Evaluarea inițială a gradului de perturbare
• Dimensiunea eșantionului
• Compoziție granulometrică
• Culoare
• Consistență și compactare
• Structură
• Plasticitate
• Substanțe organice

Caracteristicile minime care definesc descrierea eșantionului de laborator geotehnic și permit o evaluare fiabilă a testelor efectuate sunt detaliate mai jos:

Probe fizice pe eșantioane

Probele denumite „probe fizice” includ:

• Determinarea conținutului natural de apă
• Determinarea greutății volumului natural
• Determinarea greutății volumului granulelor
• Determinarea limitelor de consistență (sau Atterberg)
  • Limita lichidă (LL)
  • Limita plastică (LP)
  • Limita de retragere (LR)

• Determinarea compoziției granulometrice (analiză granulometrică prin cernere și areometrie)
  • Cernere
  • Sedimentare

Prin definiție, proprietățile fizice se referă la caracteristicile solului legate de mărimi fizice, cum ar fi greutatea, volumul și dimensiunile, precum și la geometria granulelor.

Parametrii de stare, în schimb, sunt mărimi care descriu starea „naturală” a solului și depind de starea de tensiune și deformare, atât prezentă, cât și trecută. Exemple de parametri de stare includ greutatea volumului, gradul de saturare și, pentru materialele cu granulație fină, compresibilitatea.

Se definesc parametri indice, toți acei parametri care caracterizează solul independent de starea sa în sit. În acest context, porozitatea este un parametru de stare, deoarece depinde de starea de tensiune, în timp ce greutatea volumului granulelor este un parametru indice, deoarece nu este influențat de particularitățile specifice întâlnite în sit.”

Proba edometrică

Prova de compresibilitate edometrică a fost concepută și dezvoltată cu scopul de a analiza comportamentul unui sol coesiv în răspuns la variații în starea de tensiune în comparație cu starea sa în sit.

Examinarea atentă a certificatului legat de prova edometrică devine deosebit de relevantă.

Următoarele aspecte sunt examinate pentru a oferi o descriere completă a acestei probe:

• Reglementare
• Modalități de executare
• Certificatul probei edometrice”

Prova de tăiere directă

Tăierea Directă (TD) este o probă care, în simplitatea sa, poate rezolva multe probleme legate de definirea unghiului de frecare internă și a coeziunii.

Acestea sunt singurii parametri geotehnici pe care proba reușește să-i determine, iar în cazurile mai norocoase, din probă se poate presupune comportamentul solului.

Sunt abordate următoarele aspecte pentru o descriere completă a acestei probe:

• Reglementare
• Modalități de executare
• Certificatul probei de forfecare directă

Probe triaxiale neconsolidate

Aceste probe furnizează valori de rezistență exclusiv în termeni de tensiuni totale. În special, acestea includ:

• Proba de compresiune în modul neconsolidat nedrenat (UU)
• Proba de compresiune neconfinată, cunoscută în mod obișnuit drept proba de compresiune cu extindere laterală liberă (ELL)

Și pentru aceste probe, în caietul de sarcini sunt abordate următoarele aspecte:

• Reglementare
• Modalități de executare a probei TxUU
• Modalități de executare a probei ELL
• Certificatul pentru probele TxUU și ELL

Probe triaxiale consolidate

Probele triaxiale consolidate pot fi efectuate în mod drenat sau nedrenat, luând în considerare consolidarea isotropică sau neisotropică, și în regim de compresiune directă sau inversă.

Este fezabil să se reproducă cu o aproximare semnificativă stările de tensiune induse de situații specifice.

În practica comună de proiectare, modalitățile de probă adesea adoptate sunt:

• Compresiune directă:
• Consolidare isotropică
• Faza de tăiere drenată (CID) sau nedrenată (CIU)

Sunt analizate următoarele aspecte pentru o descriere completă a probelor:

• Reglementare
• Modalități de executare a probelor consolidate
• Faza de saturare
• Faza de consolidare
• Faza de compresiune: modalitatea CID
• Faza de compresiune: modalitatea CIU
• Certificatul probei TxCID și TxCIU

Rezumat al testelor de laborator

Mai jos, vă prezentăm tabelele care conțin principalele teste de laborator pentru determinarea proprietăților fizice și mecanice ale unui sol:

Geostru a implementat gestionarea investigațiilor geotehnice și a testelor de laborator în platforma Geodropbox

Te-ar putea interesa si:

• Recomandari privind amplasarea punctelor de investigare geotehnica – GIT
• Capacitatea portantă și tasări a fundațiilor de suprafață – LoadCap
• Încercări în situ
• Probe geofizică
• Modelare geologică și geotehnică 3D