DANSK GEOTEKNISK FORENING PARAMETERUDLEDNING CPT PIA HALD SØRENSEN, RAMBØLL
PIA HALD SØRENSEN Fra Aalborg Universitet 1997 Rambøll 1998- Kasserer i DGF siden 2002.
HVAD VI SKAL HØRE OM Hvad er et CPT-forsøg? Hvorfor skal vi bruge det? Hvad kan vi få ud af det?
IN-SITU MÅLINGER When you can measure what you are speaking about, and express it in numbers, you know something about it, but when you cannot express it in numbers, your knowledge is of meagre and unsatisfactory kind Ref. Lord Kelvin (1824-1907)
CONE PENETRATION TESTING Forsøg: Sonden presses ned i jorden med konstant hastighed (20 mm/s) fra en CPT-bil eller en presse. Under nedpresningen måles spidsmodstanden og kappemodstanden med strain gages og som oftest også poretrykket med en filtersten. Dataindsamling foregår digitalt.
OFFSHORE CONE PENETRATION TESTING CPT er yderst velegnet til bestemmelse af jordbundsforhold offshore Offshore CPT forsøg kan udføres på flere måder: - fra en jack-up rig, som står placeret på havbunden. Sonden presses ned gennem et strømrør, som giver den fornødne sidestøtte - fra en undervandsrig, der sænkes ned på havbunden, hvorefter forsøget gennemføres som på land - fra bunden af et boret hul, hvor forsøget udføres alternerende med borearbejdet (Down-The-Hole forsøg)
KORREKTIONER PÅ CPT RÅDATA Målte CPT værdier skal før tolkning gennemgå følgende korrektioner: Kappedata skal relokeres til niveau/dybde svarende til spidsen, idet samhørende målinger udføres forskudt i dybden pga. sondens geometri Ved Down-The-Hole CPT-forsøg, hvor poretrykssensoren nulstilles efter hvert push, skal poretrykket korrigeres til at reflektere den hydrostatiske trykfordeling Korrektion for poretryk Unequal area effect : hvor q t er den korrigerede spidsmodstand og a er cone area ratio, a=a n /A c.
MÅLTE VÆRDIER AFLEDTE VÆRDIER Corrected values: q t = q c + (1-a)u 2 Seabed q t = q c + (1-a)u 2 + u 0 down-the-hole Measured values: q c : cone tip resistance f s : sleeve friction u 2: pore pressure q net = q t σ v0 Cone factor, interpretation: N kt =q net /c u comp Classification purpose: R f =f s /q c 100% B q =(u 2 -u 0 )/q net
JORD KLASSIFIKATION Korrigeret spidsmodstand q t Friktionsforholdet: R f =f s /q t *100
SAND: RELATIV LEJRINGSTÆTHED Baldi et al: D r = I D = 1 2.61 ln q c 181 σ m 0.55 Andre formler for relativ densitet, men ovenstående giver et godt estimat. Ref. Lunne et al. 1997
BESTEMMELSE AF FRIKTIONSVINKEL Der findes desuden en formel i 1984 normen Schmertmann, J. H. (1976). Guidelines for Cone Penetration Test; Performance and Design, Washington D.C: U.S. Department of Transportation. Federal Highway Administration, 1976, FWHA-TS-78-209 1980, pp. 135-146.
Rumvægt: 10 kn/m3 Dvs. vand i terræn. Ved vandet beliggende under forsøgsdybden kan der snydes ved at bruge den dobbelte dybde.
LER: UDRÆNET FORSKYDNINGSSTYRKE Bæreevnebetragtning: N kt typisk mellem 12 og 20 For dansk moræneler N kt =10 baseret på kalibreringer fra Storebæltsprojektet udfra vingeforsøg. Dvs. at det er en vingestyrke, der findes og IKKE en udrænet forskydningsstyrke.
TOLKNING LER
SILT FRA SGI
SILT/SILTET SAND: STYRKEPARAMETRE NTNU: Senneset et al. (1988,1989): Friktionsvinklen bestemmes vha. normaliserede CPT målinger Q og B q udfra følgende figur: Q=(q t -σ v0 )/σ v0 B q =(u 2 -u 0 )/(q t -σ v0 ) Approximativ form (Mayne & Campanella, 2005): φ =29.5 B q 0.121 (0.256+0.336B q + logq) for 0.1<B q <1.0
SAND: DEFORMATIONSPARAMETRE Estimat på konsolideringsmodulen K=M Normaltkonsolideret sand (NC): - M 0 =4q c for q c <10 MPa - M 0 =20 MPa + 2q c for 10 MPa <q c <50 MPa - M 0 =120 MPa for q c >50 MPa Overkonsolideret sand (OC): - M 0 =5q c for q c <50 MPa - M 0 =250 MPa for q c >50 MPa For spændingstilvækst Δσ v : Ref. Lunne et al. 1997
LER: DEFORMATIONSPARAMETRE Estimat på konsolideringsmodulen K=M Uafhængige skønsformler - OC ler: - NC ler: Ref. Lunne et al. 1997
RUMVÆGT γ γ w = 0.27 log R f + 0.36 log q t p a + 1.236 Robertson P.K and Cabal K.L. Estimation soil unit weight from CPT. CPT 10. 2 nd International Symposium on Cone Penetration Testing. 2010.
PORETRYK GENERELLE TENDENSER Normal konsolideret ler: Over hydrostatisk tryk Over konsolideret ler: Negative poretryk Silt: Over hydrostatisk tryk Sand: Hydrostatisk tryk Grus : Hydrostatisk tryk
TOLKNING AF KALK Grade Beskrivelse Spidsmodstand, q c (MPa) Friktionsforhold, Rf (%) VI Ekstremt blødt <5 - V Strukturløst omrørt kalk 5-15.75-1.0 IV Forvitret kalk 5-15 1.0-1.25 III Uforvitret kalk 15-20 1.25-1.5 II Medium til hård kalk >20 1.5-2.0 I Hård kalk
DISSIPATIONSTEST
Målt med CPT : Konsolideringskoefficient c v =4.3-9.0 10-8 m 2 /sec Generel erfaring: Konsolideringskoefficient c v = 10-7 to 10-8 m 2 /sec
CPT BIBLEN