Penetrometrie Statică/Dinamică

Obiectul încercării de penetrare cu con (CPT) este de a determina rezistența pământului și a rocii moi la penetrarea cu con și a frecării locale pe manta.

CPT constă în a presa vertical în pământ conul unui penetrometru utilizând un tren de tije pentru presare. Conul penetrometrului trebuie apăsat în pământ cu o viteză de penetrare constantă. Penetrometrul cu con cuprinde un con și o țeavă cilindrică sau manta de fricțiune. Trebuie măsurate rezistenta de penetrare a conului (qc) și frecarea locală pe mantaua de fricțiune.

Încercare de penetrare cu piezocon

Încercarea de penetrare cu piezocon, CPTu, este o încercare CPT cu un con electric echipat cu senzori care înregistrează datele în timp real, inclusiv presiunea apei din pori la nivelul bazei conului.

Funcție de corelațiile din literatura de specialitate (Sanglerat), normative (DTU) și din experiența anterioară, se pot face estimări privind parametrii geotehnici și presiunea admisibilă, funcție de valorile rezistenței la penetrare.

Interpretarea datelor obținute realizându-se cu programul CPeT-IT 2 elaborat de firma grecească Geologimiki în colaborare cu Gregg Drilling and Testing Inc.

Încercare de penetrare cu con seismic

Încercarea de penetrare cu con seismic presupune atașarea între tije și piezocon a unui modul seismic cu 2 accelerometre, cu distanța între ele de 50,00 cm, cu senzori 3D pentru determinarea vitezelor undelor seismice. Testarea realizându-se la fiecare metru rezultând citiri la fiecare 0,50 m. Generarea undei seismice se realizează manual cu un ciocan cu senzor conectat la computerul aparatului și afișarea în timp real a graficelor pe display, existând posibilitatea repetării testului în cazul unei recepții necorespunzătoare. Întreg sistemul este conceput și calibrat de către producătorul utilajului - Pagani Geotechnical SRL, principiul fiind similar cu determinarea tip down hole.

Interpretarea datelor obținute realizându-se cu programul SPAS 2016 elaborat de firma grecească Geologimiki în colaborare cu Gregg Drilling and Testing Inc.

Avantajele penetrometriei statice

• Precizie mare: înregistrează continuu rezistența solului pe adâncime, oferind un profil precis al stratigrafiei.
• Non-invaziv: nu este necesară extragerea probelor de sol, deci este mai puțin disruptivă decât alte metode.
• Posibilitatea de a măsura presiunea porilor (cu penetrometre CPTu), ceea ce oferă date esențiale despre comportamentul solului în condiții de saturație.

Limitări ale penetrometriei statice

• Limitări în solurile foarte dure sau bolovănișuri: dificil de realizat în straturi de sol foarte compacte, pietriș sau rocă.
• Costuri: testele de penetrare statică pot necesita echipamente specializate și costuri mai mari decât testele de penetrare dinamică.
• Necesitatea unei platforme stabile: penetrometrul trebuie să fie bine fixat pe o platformă stabilă pentru a aplica presiunea corectă, ceea ce poate îngreuna testarea pe teren accidentat.

Aplicații ale penetrometriei statice

Penetrarea statică este folosită în mod obișnuit pentru:

• Evaluarea capacității portante a solurilor pentru construcția fundațiilor.
• Caracterizarea stratigrafiei și identificarea zonelor cu risc de lichefiere (soluri nisipoase saturate care pot deveni instabile în caz de cutremure).
• Determinarea parametrilor geotehnici necesari pentru proiectarea drumurilor, podurilor, digurilor, barajelor și altor lucrări de infrastructură.

Încercarea de penetrare dinamică (DP) presupune determinarea in situ a rezistenței unui pământ sau a unei roci moi la penetrarea dinamică.

Această metodă implică utilizarea unui echipament special, numit penetrometru dinamic, care este folosit pentru a pătrunde solul prin lovirea unei tije de o anumită greutate, căzută de la o anumită înălțime și pentru a măsura rezistența solului la penetrare.

Rezistența de penetrare este definită ca numarul de lovituri necesar pentru a înfige penetrometrul pe o distanță definită. Aceasta trebuie înregistrată continuu în funcție de adâncime, nu se prelevează eșantioane.

Principiul de funcționare al penetrometriei dinamice

Un penetrometru dinamic este format, în general, din:

• O tijă metalică
• Un con situat în partea inferioară a tijei (care are o anumită formă și dimensiune standardizată)
• Un sistem de lovire, format dintr-un ciocan de o greutate specifică, care este lăsat să cadă de la o înălțime prestabilită

Tipuri de penetrometre dinamice

• Penetrometru dinamic ușor (DPL) – recomandat pentru soluri mai moi.
• Penetrometru dinamic mediu (DPM) – utilizat pentru soluri de duritate medie.
• Penetrometru dinamic greu (DPH) – folosit pentru soluri dense și foarte dure.

Avantaje ale penetrației dinamice

• Rapiditate și eficiență: metoda este mai rapidă comparativ cu alte metode de investigare a solului.
• Versatilitate: poate fi utilizată în diverse tipuri de sol, inclusiv nisipuri, argile și pietrișuri.
• Costuri reduse: echipamentul este, de obicei, portabil și nu necesită echipamente masive de foraj.

Dezavantaje ale penetrației dinamice

• Limitări în anumite tipuri de sol: poate fi dificil de aplicat în soluri foarte compacte sau în straturi de rocă.
• Date indirecte: spre deosebire de alte metode (ex. foraj și prelevare de probe), nu oferă o mostră directă a solului pentru analiza de laborator.

Aplicații ale penetrației dinamice

Penetrarea dinamică este utilizată în mod obișnuit pentru:

• Evaluarea stabilității și capacității portante a solului pentru construcții
• Estimarea densității relative a nisipurilor
• Caracterizarea stratificării solurilor
• Investigații pentru construcții de drumuri, poduri, structuri de sprijin, și alte lucrări geotehnice.