ДСТУ Б В.2.1-18:2009. Метод вимірювання теплопровідності мерзлих ґрунтів

НАЦІОНАЛЬНИЙСТАНДАРТУКРАЇНИ

Основи та підвалини будинків і споруд

ҐРУНТИ

Метод вимірювання теплопровідності мерзлих ґрунтів

ДСТУ Б В.2.1-18:2009

Київ

МінрегіонбудУкраїни 2010

ДСТУ Б В.2.1-18:2009

II

ДСТУБВ.2.1-18:2009ЗМІСТ

1      Сферазастосування......................................................................................................   1

2      Нормативніпосилання..................................................................................................... 1

3      Термінитавизначенняпонять........................................................................................ 1

4      Загальніположення........................................................................................................   2

5      Засобивимірюваннятаматеріали................................................................................   2

6      Відбіріпідготовказразківґрунту..................................................................................   3

7      Підготовкадовимірювання...........................................................................................   3

8      Проведеннявимірювання..............................................................................................   3

9      Обробкарезультатіввимірювання................................................................................. 4

10      Оцінювання[похибкивимірювань.................................................................................   4

11              Вимогибезпеки...............................................................................................................   4

ДодатокА

Вимірювальнаустановкадлявизначеннятеплопровідності....................................   5

ДодатокБ

Рекомендаціїзвиготовленнятепломіра......................................................................   6

ДодатокВ

Журналвимірюваннятеплопровідностіґрунту...........................................................   8

ДодатокГ

Журналвластивостейдосліджуваногоґрунту............................................................. 9

ДодатокД

Визначенняградуювальногокоефіцієнтатепломіра...............................................   10

III

ДСТУБВ.2.1-18:2009

НАЦІОНАЛЬНИЙСТАНДАРТУКРАЇНИ

Основитапідвалинибудинківіспоруд

ҐРУНТИ

Методлабораторноговимірюваннятеплопровідностімерзлихґрунтів

Основанияифундаментызданийисооружений

ГРУНТЫ

Методлабораторногоизмерениятеплопроводностимерзлыхгрунтов

Bases and foundations of buildings and structures

SOILS
Laboratory method for determining thermalconductivity of frozen soils                            

Чиннийвід2010-10-01

1    СФЕРАЗАСТОСУВАННЯ

Цейстандартпоширюєтьсянапіщані, пилувато-глинисті, біогенні, атакожвеликоуламкові (тількигравійні) ґрунтивмерзломустанізатемпературиґрунтудомінус20 °Ставстановлюєметод лабораторноговизначенняїхтеплопровідностіпридослідженняхґрунтівдлябудівництва.

Допускаєтьсятакожвизначеннятеплопровідностіталихґрунтівуповітряно-сухомуабопов­ністюводонасиченомустані.

Стандартнепоширюєтьсянаґрунтиізвключеннямичастокрозміромбільшеніж10 мм.

2    НОРМАТИВНІПОСИЛАННЯ

Уцьомустандартієпосиланнянатакінормативніактитанормативнідокументи:

ДСТУБВ.2.1-2-96 (ГОСТ25100-95) Основитапідвалинибудинківіспоруд. Ґрунти. Кла­сифікація

ДСТУБВ.2.1-8-2001 (ГОСТ12071-2000) Основитапідвалинибудинків_;іспоруд. Ґрунти. Відби­рання, упакуваннятранспортуванняізберіганнязразків

ГОСТ9245-79 Потенциометрыпостоянноготокаизмерительные. Общиетехническиеусловия (Потенціометрипостійногострумувимірювальні. Загальнітехнічніумови)

СанПиН4607-88 Санитарныеправилаприработесортутью, еесоединениямииприборамис ртутнымзаполнением(Санітарніправилаприроботізіртуттю, їїсполукамитаприладамизіртут­нимзаповнювачем)

3    ТЕРМІНИТАВИЗНАЧЕННЯПОНЯТЬ

Нижчеподанотерміни, вжитівцьомустандарті, тавизначенняпозначенихнимипонять

3.1  ґрунтмерзлий

Ґрунт, щомаємінусовучинульовутемпературу, міститьусвоємускладівидимільодянівклю­ченняі(або) лід-цементтахарактеризуєтьсякріогеннимиструктурнимизв'язками(ДСТУБВ.2.1-2 (ГОСТ25100))

3.2  ґрунтсипкомерзлий
"сухамерзлота"

Великоуламковийтапіщанийґрунти, щомаютьмінусовутемпературу, аленезцементовані льодомтанемаютьсилзчеплення(ДСТУБВ.2.1-2 (ГОСТ25100))

1

ДСТУБВ.2.1-18:2009

3.3  кріогеннатекстура

Сукупністьознакскладумерзлогофунту, щообумовленаорієнтуванням, відноснимрозташу­ваннямтарозподіломрізнихзаформоюірозмірамильодянихвключеньтальоду-цементу (ДСТУБВ.2.1-2 (ГОСТ25100))

3.4  льодистістьґрунтузарахуноквидимихльодянихвключеньІ_i, ч. од.

Відношенняоб'ємувидимихльодянихвключень, щомістятьсявньому, дооб'ємумерзлого ґрунту(ДСТУБВ.2.1-2 (ГОСТ25100))

3.5  методстаціонарноготепловогорежиму

Методвизначеннятеплопровідностіґрунтузавимірянимпривипробуванністалим(незмінним учасі) тепловимпотокомчерездосліджуванийзразокприпостійнихтемпературахнайогопроти­лежнихповерхнях

3.6  сумарнальодистістьмерзлогоґрунтуІ_tot, ч. од.

Відношенняоб'ємульоду, щоміститьсявґрунті, дооб'ємумерзлогольоду(ДСТУБВ.2.1-2 (ГОСТ25100))

3.7  теплопровідністьґрунту

Теплофізичнавластивістьґрунту, щовизначаєздатністьґрунтупроводититепло, йчисельно дорівнюєщільностітепловогопотокувньомуприградієнтітемператур, якийдорівнюєодиниці

4    ЗАГАЛЬНІПОЛОЖЕННЯ

4.1    Теплопровідністьмерзлогоґрунтувизначаютьметодомстаціонарноготепловогорежиму.

4.2  Теплопровідністьґрунтіввизначаютьназразкахнепорушеногоскладузприродноюво-­
логістюйльодистістюзаприроднихаборозрахунковихтемператур, значенняякихустановлюються
програмоювипробувань.

Допускаєтьсявизначатитеплопровідністьнаштучноприготовленихзразках.

4.3Результативизначеннятеплопровідностіґрунтівповиннісупроводжуватисяданимипро
місцевідборупроб, найменуванняґрунту, типйогокріогенноїтекстури, льодистість, вологість,
щільність, атакожпротемпературніумовивипробування.

5    ЗАСОБИВИМІРЮВАННЯТАМАТЕРІАЛИ                                                             

5.1 Длявизначеннятеплопровідностімерзлихґрунтівзастосовуютьвимірювальнуустановку згідноздодаткомА, щоукомплектовананаступнимизасобамитаустаткуванням:

-   вимірювачтепловогопотоку(тепломір) (додатокБ);

-   датчикитемператури(термопари) - неменшеніж4 шт.;

-   багатограничнийпотенціометрізмежамивимірювання0,1 мВі100 мВзгіднозГОСТ9245;

-   порожнійтермостатованийдискдіаметром250 ммівисотою100 мм, виготовленийізмідного
(латунного) листазавтовшкивід2 ммдо3 мм- 2 шт.;

-   рідиннийультратермостатУТ-15 (згіднозчинниминормативнимидокументами) - 2 шт. або
термоелектричнабатареяС-1 (згіднозчинниминормативнимидокументами) - 2 шт. ізджерелом
живленняВСП-33 (згіднозчинниминормативнимидокументами);

-   притискнийпристрій, щозабезпечуєрівномірнеобтисненнязразкадо0,05 МПа(0,5 кгс/см²);

-   щітковийперемикачтипуМГП;

-   обоймизорганічногоскладіаметромвід120 ммдо250 мм, висотою30ммпритовщиністінок
10 мм- 1 шт. назразок;

-  теплоізоляційнийкожух(дерев'яний);

-   посудинаДьюараємністювід1,5 лдо2,0 л;

-   гумовапрокладказавтовшкинебільшеніж1 ммзарозміромторцевоїповерхнізразка- 2 шт.
назразок;

-листовийпоролон.

2

ДСТУБВ.2.1-18:2009

5.2Допускаєтьсявимірюватитепловийпотікіншимиприладами, якщоїхточністьзадовольняє встановленимвимогам.

6    ВІДБІРІПІДГОТОВКАЗРАЗКІВҐРУНТУ

6.1  Відбір, упакування, транспортуванняйзберіганнямонолітівмерзлогоґрунтуповиннівико­-
нуватисявідповіднодовимогДСТУБ.В.2.1-8 (ГОСТ12071).

6.2  Длявизначеннятеплопровідностізвідібранихмонолітівґрунтувирізуютьциліндричнізраз-­
кидіаметромвід100 ммдо230 ммівисотою30ммукількостінеменшедвохдлякожногодосліджу­-
ваногорізновидуґрунту. Торцевіповерхнізразківповиннібутипласкимийпаралельнимиміж
собоюйматиорієнтацію, щоспіввіднесенадоденноїповерхні.

6.3  Зразкисипкомерзлихґрунтівпідготовлюютьвобоймахзорганічногосклазметалевимдном.

6.4  Всіопераціїзпідготовкизразківґрунтудовипробуваньнеобхідновиконуватипримінусовій
температурізметоюзбереженнямерзлогостанутаприродного складугрунту.

7    ПІДГОТОВКАДОВИМІРЮВАННЯ

7.1   Зразоквобоймівитримуютьзамінусовоїтемператури, якавідповідаєтемпературівипробу-­
вань, неменшеніж6 годдляпіщанихігравійних, дляіншихґрунтів- неменшеніж12 год.

7.2   Зразокґрунтузтермопарами(неменшедвохзкожноїсторони) розміщуютьнатепломір, по­-
кладенийнанижнютермостатовануплиту. Термопарирозташовуютьнавідстані10 ммі40 ммвід
центразразка.

Зверхуназразоквстановлюютьверхнютермостатовануплитуйпритискаютьїїзадопомогою притискногопристроюпідтискомвід0,02 МПадо0,05 МПа(від0,2 кг/см²до0,5 кг/см²).

Зразокповиненповністюперекриватиробочучастинутепломіра. Якщорозміризразкаменші розмірутермостатованихплит, точастинупростору, якалишиласявільною, заповнюютьтеплоізо­ляційнимматеріалом(поролоном).

7.3   Пообидвабокизразкапрокладаютьгумовіпрокладкиабонаносятьконсистентнезмащення
(наприклад, солідол).

7.4   Складенуустановкузакриваютькожухом.

7.5   Термопарийтепломірпідключаютьчерезперемикачдопотенціометра.

7.6   СпайпорівняннязанурюютьупосудинуДьюаразталимльодом.

7.7   Термостатованіплитипідключаютьдоультратермостатів(термоелектричнихбатарей).

8    ПРОВЕДЕННЯВИМІРЮВАННЯ

8.1   Температуруультратермостатівустановлюютьтакимчином, щобсереднятемпература
термостатованихплитвідповідалатемпературівипробуванняпробиґрунту. Різницяміжтемпера-­
турамиплитпривипробуваннімерзлогоґрунтуповиннабутинеменшеніж1 °С. Привипробуванні
талого ґрунтурізницятемпературплитповиннабутивмежахвід0,1 °Сдо3°С.

8.2   Замірипоказаньтепломірапочинаютьнеменшеніжчерез2 годпіслявключенняультратер­-
мостатівівиконуютьпротягомвипробуваннячерезкожні20 хв.

8.3    Закінченнявипробуваннявизначаютьзамоментом, колипоказаннятепломіравідріз-­
няєтьсявідпопередньогопоказаннянебільшеніжна5 %. Прицьомувимірюютьтемпературуве-­
рхньоїйнижньоїповерхоньзразка.

8.4    ПоказаннятепломірайтермопарзаписуютьужурнализгідноздодаткамиВтаГ.

3

9.2Теплопровідністьвизначаютьнеменшеніждлядвохпаралельнихзразківдосліджуваного
ґрунту.

9.3Длятеплотехнічнихрозрахунківзначеннятеплопровідностіприймаютьтаким, щодорівнює
середньоарифметичномузначеннютеплопровідності, визначеноїдляпаралельнихзразківґрунту.

10   ОЦІНЮВАННЯПОХИБКИВИМІРЮВАНЬ

10.1    Допустимапохибкавимірюванняпоказаньвимірювачатепловогопотоку(тепломір) повин-­
набутинебільшеніж1 %.

10.2ПовіркатепломіравиконуєтьсянерідшеніждваразинаріквідповіднодододаткаГ.

11   ВИМОГИБЕЗПЕКИ

11.1    Досамостійноїроботизлабораторноговизначеннятеплопровідностімерзлихґрунтівдо­-
пускаютьсяособинемолодше18 років, щопройшлимедичнукомісію, навчаннятаатестованіза
правиламитехнічноїбезпеки, пожежноїбезпеки, електробезпекитаохоронипраці.

11.2  Виконаннялабораторноїроботидозволяєтьсязанаявностізасобівіндивідуальногозахис-­
ту(бавовнянийхалат, гумовірукавички, захисніокуляри) тавитяжноївентиляції.

11.3Навсіхділянкахробітповиннібутипопереджувальнінаписитаінструкціїзексплуатації приладів.

11.4 ПрироботізіртутнимитермометраминеобхіднододержуватисьвимогСанПиН4607-88.

4

ДСТУБВ.2.1-18:2009

5

ДСТУ Б В.2.1-18:2009

ДОДАТОКБ (довідковий)

РЕКОМЕНДАЦІЇЗВИГОТОВЛЕННЯТЕПЛОМІРА

Тепломір- цетермобатарея, змонтовананапластиніорганічногоскладіаметром250 ммітов­щиною4 мм(рисунокБ. 1). Термобатареяможебутивиготовленазвідрізківхромельових ікопельо­вихдротівдіаметром0,2 мм, сзпоадячниийхпослідовно. Термобатареюрозміщаютьусереднійчастині пластинидіаметром100 мм, якамає130 отворівдіаметром0,6 ммнавідстані8 ммодинвідодного. Спаїтермобатареїрозташовуютьпочерзізоднієїтаіншоїсторонипластини. Докінцівтермобата­реїприварюють(припаюють) двакопельовихдротидіаметром0,5 мм. КлеємБФ-2 наклеюютьшари лакотканинипообидвабокитепломіра.

ВизначаютьградуювальнийкоефіцієнтвиготовленоготепломіразгідноздодаткомВ. Тепломір повиненматичутливістьдотепловогопотокупоелектрорушійнійсилінеменшеніж0,12 мВ∙Вт∙м^-2.

6

ДСТУ Б В.2.1-18:2009

7

ДСТУ Б В.2.1-18:2009

ДСТУ Б В.2.1-18:2009

ДСТУБВ.2.1-18:2009

ДОДАТОК Д (довідковий)

ВИЗНАЧЕННЯ ГРАДУЮВАЛЬНОГО КОЕФІЦІЄНТА ТЕПЛОМІРА

Заградуювальнийкоефіцієнттепломіраприймаютьсереднєзначеннярезультатівдвохвипро­буваньеталонногозразказарізнихтемператур, яківідрізняютьсянеменшеніжна5 °Свінтервалі температурвипробуваннязразківґрунту.

10