Прикладні задачі пенетрації осадових гірських порід
DOI:
https://doi.org/10.26906/znp.2023.60.3559Ключові слова:
осадова гірська порода, пенетрація, наконечник для пенетрації, показник пенетрації, питомий опір пенетрації, щільність скелету гірської породи, взаємозв'язок, анізотропіяАнотація
Розглянуто ряд актуальних прикладних задач з дослідження фізико-механічних характеристик осадових гірських порід із застосуванням вже достаньо апробованого швидкісного методу пенетрації, зокрема: вплив розмірів наконечників на величину показника статичного зондування пісків; вплив якості поверхні конічних наконечників на результати пенетрації та зондування; удосконалення наконечника для пенетрації порід з анізотропними властивостями. Показано нові практичні можливості використання рівнянь взаємозв’язку між фізичними властивостями гірських порід і їх механічними параметрами, зокрема питомим опором пенетрації чи показником пенетрації, для узагальнення результатів експериментів. Зокрема. доведено. що застосовуючи метод пенетрації та маючи значення щільності-вологості, в будь-якому елементі масиву осадових гірських порід можливо визначити необхідну характеристику. Шляхом кореляційного аналізу однозначно встановлено повну незалежність величини показника зондування від розмірів гладких конічних наконечників для піску кварцевого, крупного, малого ступеню водонасичення в широкому діапазоні зміни його щільності. Експериментально встановлено, що опір ґрунту занурення ідеально шорсткуватих наконечників одного діаметра практично не залежить від кута розкриття конуса. Наведено наочні приклади, що показують високу ефективність і достовірність використання рівняння взаємозв'язку між фізичними і механічними параметрами гірських порід при вирішенні різних емпіричних завдань досліджень. Розроблено та запатентовано «Наконечник для пенетрації ґрунтів з анізотропними властивостями» та «Спосіб визначення коефіцієнта анізотропії ґрунту методом пенетрації», які дають можливість підвищити достовірність оцінювання напружено-деформованого стану масивів масивів гірських при використанні в їх моделі фізичних співвідношень ортотропного чи трансверсально-ізотропного середовища.
Посилання
1. Terzaghi K., Peck R.B., Mesri G. (1996). Soil Mechanics in Engineering Practice, John Wiley and Sons, Hoboken, NJ, USA
2. Zotsenko M., Vynnykov Yu., Lartseva I., Sivitska S. (2018). Ground base deformation by circular plate peculiarities. MATEC Web of Conferences 230, 02040. 7th Intern. Scientific Conf. “Reliability and Durability of Railway Transport Engineering Structures and Buildings” (Transbud-2018).
https://doi.org/10.1051/matecconf/201823002040
3. Jaeger J.C/, Cook N.G.W., Zimmerman R. (2007). Fundamentals of Rock Mechanics. Wiley-Blackwell.
https://doi.org/:10.1017/CBO9780511735349
4. Xing Y., Kulatilake P., Sandbak L. (2019). Rock Mass Stability Around Underground Excavations in a Mine. London. CRC Press
https://doi.org/10.1201/9780429343230
5. Briaud J.-L. (2013). Geotechnical Engineering: Unsaturated and Saturated Soils. Wiley.
https://doi.org/:10.1002/9781118686195
6. Chang C., Zoback M.D., Khaksar A. (2006). Empirical relations between rock strength and physical properties in sedimentary rocks. Journal of Petroleum Science and Engineering. Vol. 51, Is.3–4, 223-237
https://doi.org/10.1016/j.petrol.2006.01.003
7. Baligh M.M., Vivatrat V., Ladd C.C. (1980). Cone penetration in soil profiling. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, vol. 106
8. Powell J.J.M., Shields C.H., Wallace C.F. (2015). Liquid Limit testing – only use the Cone Penetrometer! Proc. of the XVI ECSMGE Geotechnical Eng. for Infrastructure and Development. Edinburg, 3305-3310
https://doi:10.1680/ecsmge.60678
9. Uhlig M., Herle I. (2015). Advanced analysis of cone penetration tests. Proc. of the XVI ECSMGE Geotechnical Eng. for Infrastructure and Development. Edinburg, 3073-3078.
https://doi:10.1680/ecsmge.60678
10. Zotsenko M., Vynnykov Yu., Kharchenko M., Matyash O. & Vovk M. (2023). Improvement of the investigation of physical and mechanical characteristics of sedimentary rocks by express methods. Key trends of integrated innovation-driven scientific and technological development of mining regions. Petroșani, Romania: UNIVERSITAS Publishing, 264-279.
https://ep3.nuwm.edu.ua/id/eprint/25919
11. Zotsenko M. & Vynnykov Yu. (2019). Foundations, Arranged without Soil Excavation: Monograph. Poltava: PolNTU named after Yuri Kondratyuk, 2019
12. Zotsenko M., Vynnykov Yu., Pinchuk N., Manzhalii S. (2019). Research of “influence area” parameters of the foundations arranged without soil IOP Conference Series Materials Science and Engineering. 708(1):012076.
https://doi:10.1088/1757-899X/708/1/012076
13. Lu Y., Duan Z., Zheng J., Zhang H., Liu X., Luo S. (2020). Offshore Cone Penetration Test and Its Application in FullWater-Depth Geological Surveys. OP Conf. Series: Earth and Environmental Science 570(4):042008
https://doi:10.1088/1755-1315/570/4/042008
14. Guo S.-z., Liu R. (2015). Application of cone penetration test in offshore engineering, Chinese Journal of Geotechnical Engineering, vol. 37, no. 1, pp. 207–211. https://doi:10.11779/CJGE2015S1039
15. Wu B., Wang G., Li J., Wang Y., Liu B. (2018). Determination of the Engineering Properties of Submarine Soil Layers in the Bohai Sea Using the Piezocone Penetration Test. Advances in Civil Engineering. 6: 1–13. Follow journal.
https://doi:10.1155/2018/9651045
16. Vynnykov Yu. & Aniskin A. (2019). Practical problems of anistropic soil mechanics: Monograph. Varazdin: University North, Croatia
17. Ma H., Zhou M., Hu Y. & Hossain M.S. (2017). Effects of cone tip roughness, in-situ stress anisotropy and strength inhomogeneity on CPT data interpretation in layered marine clays: numerical study. Engineering Geology, vol. 227, 12–22
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 М.Л. Зоценко, Ю.Л. Винников , О.Є. Зима , А. Аніскін
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
