Приложение 1. Методики определения удельного сопротивления грунта

Приложение 1

Рекомендуемое

Методики определения удельного сопротивления грунта

1. Определение удельного электрического (кажущегося) сопротивления
грунта в полевых условиях

1.1. Сущность метода

Удельное электрическое сопротивление грунта определяют непосредственно на местности по трассе подземного сооружения без отбора проб грунта.

1.2. Аппаратура

Полевые электроразведочные приборы, например АС-72 и другие. Допускаются другие приборы. Стальные электроды длиной 250-350 мм и диаметром 15-20 мм.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.3. Проведение измерения

Измерение электрического сопротивления грунта проводят по четырехэлектродной схеме (черт. 1). Электроды размещают по одной линии, которая для проектируемого сооружения должна совпадать с осью трассы, а для уложенного в землю сооружения должна проходить перпендикулярно или параллельно этому сооружению на расстоянии 2-4 м от оси сооружения. Измерения выполняют в период отсутствия промерзания грунтов на глубине заложения подземного сооружения.

Глубина забивки электродов в грунт не должна быть более 1/20 расстояния между электродами.

1.4. Величину удельного электрического сопротивления грунта , вычисляют по формуле

, (1)

где R - измеренное по прибору сопротивление, Ом;

а - расстояние между электродами, принимаемое одинаковым и равным глубине (для кабелей связи - двойной глубине) прокладки подземного сооружения, м.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2. Определение удельного электрического сопротивления грунта
в лабораторных условиях

2.1. Требования к образцам

Образцами для определения удельного сопротивления грунта служат пробы грунтов, которые отбирают в шурфах, скважинах и траншеях из слоев, расположенных на глубине прокладки сооружения с интервалами 50-200 м на расстоянии 0,5-0,7 м от боковой стенки трубы. Для пробы берут 1,5-2 кг грунта, удаляют твердые включения размером более 3 мм. Отобранную пробу помещают в полиэтиленовый пакет и снабжают паспортом, в котором указывают номер объекта и пробы, место и глубину отбора пробы.

Если уровень грунтовых вод выше глубины отбора проб, следует отобрать грунтовый электролит объемом 200-300 и поместить в герметически закрывающуюся емкость, которую маркируют и снабжают паспортом.

2.2. Аппаратура, материалы

Источник тока.

Миллиамперметр класса точности 1,5 или ниже.

Вольтметр с внутренним сопротивлением не менее 10 МОм.

Ячейка прямоугольной формы из материала с диэлектрическими свойствами (стекло, фарфор, пластмасса и т.д.) или из стали с внутренней футеровкой изоляционным материалом. Внутренние размеры ячейки рекомендуются следующие: а = 100 мм, b = 45 мм, h = 45 мм. Могут быть и прочие произвольные размеры.

Внешние электроды, представляющие собой прямоугольные пластины (из углеродистой или нержавеющей стали) с ножкой, к которой крепится или припаивается проводник-токоподвод. Размеры электродов - 44х40 мм, где 40 - высота электрода. Одну сторону каждой пластины изолируют. При сборе ячейки пластины должны быть обращены друг к другу неизолированными сторонами.

Внутренние электроды из медной проволоки или стержня диаметром 1-3 мм и длиной более высоты ячейки.

2.3. Подготовка к испытанию

Отобранную пробу песчаных грунтов смачивают до полного влагонасыщения, а глинистых - до достижения мягкопластичного состояния. Если уровень грунтовых вод ниже уровня отбора проб, смачивание проводят дистиллированной водой, а если ниже - грунтовой водой. Собирают установку в соответствии со схемой, изображенной на черт. 2. Электроды А и В зачищают шкуркой шлифовальной по ГОСТ 6456 зернистостью 40 и меньше, обезжиривают ацетоном, промывают дистиллированной водой и устанавливают вплотную к торцовым поверхностям внутри ячейки. В ячейку укладывают грунт, послойно утрамбовывая его, на высоту меньше высоты ячейки на 4 мм. Электроды М и N, предварительно подготовленные так же, как и электроды А и В, устанавливают в грунт вертикально, опуская их до дна по центральной линии ячейки на расстоянии 50 мм друг от друга и 25 мм от торцовых стенок ячейки.

2.4. Проведение измерений

Измерения проводятся по четырехэлектродной схеме на постоянном или низкочастотном переменном токе.

Электроды А и В подключают к источнику тока. Устанавливают определенное значение силы тока (I) и измеряют падение напряжения между электродами M и N (U). Измерения проводят при трех разных значениях силы тока , например , , А. При работе на постоянном токе меняют полярность электродов А и В и измерения повторяют. Сопротивление грунта вычисляют по формуле и определяют среднее значение сопротивления грунта , где n - число замеров.

Примечание. В отсутствии тока разность потенциалов между электродами М и N () может отличаться от нуля на 10-30 мВ. При расчете тогда используют формулу .

Удельное электрическое сопротивление грунта (), , вычисляют по формуле

, (2)

где S - площадь поверхности одной стороны электродов А (В), ;

l - расстояние между электродами М и N, м.

Для ячейки с приведенными выше размерами электродов А и В и расстоянием между электродами М и N

, .

2.1-2.4. (Измененная редакция, Изм. N 1).