Sondowania CPT

Generowanie wyników sondowań CPT odbywa się poprzez dedykowany moduł dostępny w zakładce "Programy" ⭢ "Sondowania CPT" (Dostępny jedynie dla użytkowników z aktywną subskrypcją programu "Sondowania CPT"). Moduł pozwala na:

• zdefiniowanie podstawowych parametrów obliczeń, w tym:
  • współczynnika korygującego dla sondowań mechanicznych (wymaga zaznaczenia opcji "koryguj sondowania mechaniczne")
  • pole zaznaczenia umożliwiające uwzględnienie korekty tarcia na tulei f_s. Jeżeli opcja jest zaznaczona, podczas obliczeń korygowana jest wartość odczytu tarcia na tulei dla sondowań elektrycznych na podstawie korelacji krzyżowej pomiędzy q_c i f_s (Jaksa i in. 2000 ). Korekta dokonywana jest poprzez przesunięcie wartości tarcia na tulei o ilość przedziałów wyznaczoną za pomocą korelacji krzyżowej, ale nie więcej niż o 0.2 m
  • pole zaznaczenia umożliwiające ograniczenie wartości C_n co ogranicza maksymalną wartość współczynnika korekty (C_n) zapobiegając nadmiernemu wzrostowi znormalizowanej wartości oporu stożka dla małych głębokości
  • pole zaznaczenia umożliwiające uwzględnienie profilu referencyjnego (jeżeli w badaniu określono profil referencyjny)
  • określenie wzoru do obliczeń stopnia zagęszczenia I_D (Jamiołkowski i in. 2001 | Kulhawy i Mayne 1990 | Baldi 1986 | Borowczyk (PN-B-04452:2002))
  • określenie wzoru do obliczeń stopnia plastyczności I_L (formuła GEOTEKO (A=0.35) | formuła GEOTEKO (A=0.25) | formuła GEOTEKO (A=0.18) | PN-B-04452-2002 (fi > 30%) | PN-B-04452-2002 (fi = 10-30%) | PN-B-04452-2002 (fi < 10%) | PN-B-04452-2002 (zmodyfikowany model 1) | PN-B-04452-2002 (zmodyfikowany model 2) | PN-B-04452-2002 (zmodyfikowany model 3))
  • określenie wzoru do obliczeń kąta tarcia wewnętrznego φ' (Kulhawy i Mayne 1990 | Schmertmann 1978 | Robertson i Campanella 1983 | Model NTH)
  • określenie wzoru do obliczeń spójności efektywnej c' (Sorensen i Okkel 2013 | Mayne 2016 | c' = 0)
  • określenie wzoru do obliczeń modułu ściśliwości M (Robertson 2009 | Wysokiński i in. 2009 | Kulhawy i Mayne 1990 | Eurokod 7)
  • określenie wzoru do obliczeń współczynnika N_kt (DeGroot 2014 | Robertson 2012 | formuła GEOTEKO | Wartość stała (zadana wartość))
  • określenie nomogramu do określania rodzaju gruntu oraz metody generalizacji warstw (qc,Rf (Robertson 2010) | qc,Rf (Młynarek PN-B-04452:2002))
    • h_min - minimlna miąższość wydzielanych warstw
    • n_mean - uśrednienie liczby wyników badań (usuwanie odchyłek danych) zgodnie z podaną wartością. Jeżeli "-1" podczas generalizacji warstw zostanie zastosowane uśrednianie 7 punktów dla badań sondą elektryczną i 1 punkty dla sondy mechanicznej. Jeżeli "1" generlizacja warstw nie jest wykonywana.
• wybór badań z tabeli, dla których zostaną wygenerowane karty dokumentacyjne
• podglad błędów/ostrzeżeń dla poszczególnych danych widoczny w kolumnie "Błędy", gdzie symbol:
  • ⚠ oznacza błąd w danych badania
  • ⚠ ostrzeżenia np. dotyczące brakujących danych
• podgląd wyników obliczeń (po wykonaniu obliczeń w tabeli, w kolumnie "Calc" pojawi się przycisk umożliwiający podgląd wyników obliczeń)
• podgląd parametrów głównych zastosowanych podczas obliczeń (kolumny mCor, wspqc, ...) w postaci skróconej np. KM1990 = Kulhawy i Mayne 1990
• filtrowanie rekordów wyświetlanych w tabeli na podstawie wybranych kryteriów
• zapisanie predefiniowanych zestawów wyboru badań
• wykonanie obliczeń, przycisk "Wykonaj obliczenia"
• generowanie wyników, przycisk "Generuj wyniki"
• dodatkowy przycisk funkcyjny umożliwiający:
  • usunięcie obliczeń
  • eksport wyników obliczeń do pliku csv

Wykonywanie obliczeń

W celu wykonania obliczeń należy w tabeli zaznaczyć sondowania, dla któych ma zostać wykonana kalkulacja i wcisnąć przycisk "Wykonaj obliczenia". Obliczenia zapisywane są w pliku danych i wystarczy wykonać je jednokrotnie dla każdego sondowania (ponowne przeliczenie wyniku należy wykonać w przypadku zmiany danych lub wzorów obliczeniowych).

Widok okna podglądu obliczeń

Po wybraniu badań i wykonaniu obliczeń, w kolumnie "Calc" pojawi się dodatkowy przycisk umożliwiający otwarcie okna podglądu obliczeń. W oknie dostępne są wyniki obliczeń w tym:

• wykresy poszczególnych parametrów
• informacja na temat parametrów wykorzystanych do obliczeń
• tabela szczegółowych wyników obliczeń

Dodatkowo w dolnej części okna dostępne są przyciski funkcyjne:

• - przycisk otwiera okno konfiguracji, które umożliwia określenie wyświetlania wykresów oraz wartości minimalne oraz maksymalne na wykresach
• - przyciks otwieracjący okno z wartościami średnimi dla wydzielonych warstw
• - przyciks otwieracjący okno z wynikami testów dyssypacji
• - przycisk umożliwiający eksport wyników obliczeń do pliku csv

Generowanie raportu

W celu wygenerowania raportu należy wybrać z tabeli badania, dla których ma zostać wygenerowany raport i kliknąć przycisk "Generuj wyniki", co otworzy dodatkowe okno podglądu wyników. W oknie podglądu możliwe jest zdefiniowanie dodatkowych ustawień dla wyników takich jak:

• Język - język wyniku (PL | EN)
• Szablon - szablon określający wygląd raportu, możliwe jest wybranie szablonów domyślnych lub szablonu własnego utworzonego za pomocą opcji "Szablon"
• Numeracja załączników - pole pozwala określić sposób numeracji załączników. Wartość zamknięta w nawiasach klamrowych {1} traktowana jest jako zmienna, od której rozpoczyna się numeracja (np. "2.{2}a" spowoduje powstanie numerów załączników w postaci 2.2a, 2.3a, 2.4a, ...)"
• Ust. dodatkowe - ustawienia dodatkowe obejmujące opcje:
  • Badanie dyssypacji - jeżeli opcja jest zaznaczona i sondowanie zawiera testy dyssypacji, zostaną one wyświetlone w raporcie
  • Wydruk eco - jeżeli zaznaczone, pominięte zostaną wypełnienia wykresów i nomogramów

Dodatkowo po prawej stronie dostępne są przyciski funkcyjne:

• - przycisk uruchamiający generowanie karty dokumentacyjne
• - przycisk wydruku wygenerowanych wyników
• - przycisk zapisu bieżących ustawień. Jeżeli ustawienia zostaną zapisane, staną się one ustawieniami domyślnymi

1. Skorygowany opór stożka q_t

   \[{{q_{t} = {q_{c} + u_{2}}}({1 -a})\quad\lbrack\mathit{\text{MPa}}\rbrack}{}\]

   gdzie:
   qc	-	pomierzony opór stożka [MPa]
   u2	-	wzbudzone ciśnienie wody w porach pomierzone na czujniku za stożkiem [MPa]
   a	-	współczynnik stożka: a = 1 - dla stożka mechanicznego a = 0.7 ÷ 0.85 - typowo dla stożka elektrycznego

2. Współczynnik tarcia R_f

   \[{{R_{f} = {\frac{f_{s}}{q_{t}} \cdot\text{100}}}\quad\lbrack\text{%}\rbrack}{}\]

   gdzie:
   fs	-	pomierzone tarcie na tulei ciernej [MPa]

3. Ciężar objętościowy γ

   \[{{\gamma = 9}\text{.}{\text{81} \cdot\lbrack}0\text{.}\text{27}\text{log}(R_{f}{) +0}\text{.}\text{36}(\text{log}\left( {q_{t}/p_{a}} \right){) +1}\text{.}\text{236}\rbrack\quad\lbrack{\mathit{\text{kN}}/m^{3}}\rbrack}{}\]

   gdzie:
   Rf w [%], qt w [MPa]
   pa	-	ciśnienie atmosferyczne [MPa], pa = 0.1 MPa

4. Znormalizowany opór stożka Q_t

   \[{{Q_{t} = \frac{q_{t} -\sigma_{v0}}{\sigma'_{v0}}}\mspace{27mu}{\lbrack -\rbrack}}{}\]

   gdzie:
   σv0	-	pionowa składowa naprężenia całkowitego [MPa]
   σ’v0	-	pionowa składowa naprężenia efektywnego [MPa]

5. Znormalizowany współczynnik tarcia F_r

   \[{{F_{r} = {\frac{f{{}_{s}^{}}}{q_{t} -\sigma_{v0}} \cdot\text{100}}}\mspace{27mu}\lbrack\text{%}\rbrack}{}\]

6. Znormalizowany opór stożka Q_tn

   Znormalizowany opór stożka obliczany jest wg metodyki :

   \[{{Q_{\mathit{\text{tn}}} = {\frac{q_{t}- \sigma_{v0}}{p_{a}} \cdot C_{n}}}\mspace{27mu}{\lbrack -\rbrack}}{}\]

   Współczynnik korygujący ze względu na naprężenia pionowe C_n:

   \[{C_{\mathit{\text{n}}} = {\left(\frac{p_{a}}{\sigma'_{v0}} \right)^{n}\mspace{27mu}{\lbrack -\rbrack}}}{}\]

   gdzie:

   qt, σv0, σ’v0, pa w[MPa]

   wykładnik zależny od rodzaju gruntu i stanu naprężenia n:

   \[{{n = 0}\text{.}\text{381}{I_{c} +0}\text{.}\text{05}{\left( \frac{\sigma'_{v0}}{p_{a}} \right) -0}\text{.}\text{15}\qquad i\mspace{45mu}{0.3 \leq n \leq1}}{}\]

   wskaźnik klasyfikacji gruntu I_c:

   \[{I_{c} = \sqrt{\left({3\text{.}{\text{47} - \text{log}}(Q_{\mathit{\text{tn}}})} \right)^{2}+ \left( {1\text{.}{\text{22} + \text{log}}(F_{r})}\right)^{2}}}{}\]

   obliczenia prowadzone są iteracyjnie do momentu gdy: Δn < 0.01.

   Ze względu na fakt, że wartość współczynnika korygującego ze względu na naprężenia C_n dla płytkich warstw gruntu (niskie naprężenia efektywne) może osiągać znaczne wartości, program umożliwia ograniczenie maksymalnej wartości tego współczynnika poprzez zaznaczenie opcji „ogranicz Cn”. W przypadku, gdy ta opcja jest zaznaczona wartość współczynnika korekcyjnego C_n obliczana jest jak wyżej, z tym, że jeżeli wartość C_n > 2 do obliczenia wartości Q_tn, I_c i n przyjmowane jest C_n= 2.

7. Parametr ciśnienia wody w porach B_q

   \[{{B_{q} = \frac{u_{2} - u_{0}}{q_{t} -\sigma_{v0}}}\quad{\lbrack - \rbrack}}{}\]

   gdzie:
   u0	-	ciśnienie wody w porach

8. Określenie rodzaju gruntu

   1. nomogram Robertsona (2010) metoda SBTn

      

      strefa	symbol	rodzaj gruntu
      1	St Π-I	Wrażliwe pyły i iły
      2	Org.	Grunty organiczne
      3	I-Gπ	Iły do iłów pylastych, gliny
      4	Gp-Iπ	Pyły do iłów pylastych
      5	Pπ-Πp	Piaski pylaste do pyłów piaszczystych
      6	P-Pπ	Piaski do piasków pylastych
      7	P-Po/Ż	Piaski, pospółki, żwiry
      8	P-Pg	Zagęszczone piaski do piasków gliniastych
      9	Pzw Pg-Gp	Bardzo zwięzłe grunty drobnoziarniste

      W przypadku, gdy w podłożu występują grunty przejściowe program rozdziela warstwę 5 na grunty spoiste i niespoiste wykorzystując, jako kryterium podziału wartość parametru I_B. Rozdział gruntów strefy 5 na spoiste (5 - grunty bliższe pyłom piaszczystym) i niespoiste (5.1 - grunty bliższe piaskom pylastym) wykonywane jest na podstawie zmodyfikowanego wskaźnika klasyfikacji I_B obliczonego zgodnie ze wzorem (Robertson 2016 ):

      \[{I_{B} = \frac{\text{100}({Q_{\mathit{\text{tn}}} + \text{10}})}{{Q_{\mathit{\text{tn}}} \cdot F_{r}} + \text{70}}}{}\]

      Grunt przydzielany jest, jako niespoisty (5.1) jeżeli I_B ≥ 32 oraz jako spoisty (5), gdy I_B < 32.

      Dodatkowo program wykorzystuje zmodyfikowany nomogram Robertsona 2016 , który pozwala ocenić zachowanie gruntu w czasie ścięcia:

      • grunty kontraktywne - zmniejszające objętość podczas ścinania
      • grunty dylatywne - zwiększające objętość podczas ścinania

      

   2. nomogram Młynarka (PN-B-04452:2002)

      

      strefa	symbol	rodzaj gruntu
      1	St Π-I	Wrażliwe pyły i iły
      2	Org.	Grunty organiczne
      3.1	Gπz - Iπ	Gliny pylaste zwięzłe do iłów pylastych
      3.2	Gπz - Iπ -I	Gliny pylaste zwięzłe do iłów
      3.3	I	Iły
      4	Gp - Gπ	Gliny piaszczyste do glin pylastych
      5	Ps - Pπ	Piaski średnie do piasków pylastych
      6	Po - Pd	Pospółki do piasków drobnych
      7	Ż	Żwiry, piaski grube
      8	P - Pg	Zagęszczone piaski do piasków gliniastych
      9	Pzw Pg - Gp	Półzwarte drobnoziarniste (mało spoiste)

   3. Model probabilistyczny (Zhang i Tumay 1999)

      Dodatkowo oprócz określenia rodzaju gruntu za pomocą nomogramów Robertsona i Młynarka program oferuje możliwość podglądu wyników klasyfikacji gruntów z wykorzystaniem modelu probabilistycznego Zhang’a i Tumay’a (Zhang i Tumay 1999, Tumay i in. 2008). W modelu tym na podstawie indeksu klasyfikacji modelu (U) określane jest prawdopodobieństwo, że grunt należy do jednej z 3 klas (grunt ilasty, mieszany lub piaszczysty).

      Wyznaczenie parametrów x i y modelu:

      \[{{x = 0}\text{.}{{\text{1539} \cdot R_{f}} + 0}\text{.}{\text{8870} \cdot \text{log}}(q_{c}{) - 3}\text{.}\text{35}}{}\]

      \[{{y = {- 0}}\text{.}{{\text{2957} \cdot R_{f}} + 0}\text{.}{\text{4617} \cdot \text{log}}(q_{c}{) - 0}\text{.}\text{37}}{}\]

      Obliczenie indeksu klasyfikacji (U):

      \[\begin{matrix} {U = {\frac{{( - \text{11}}\text{.}\text{345}{x + 3}\text{.}\text{795}{y + \text{15}}\text{.}\text{202}){( - 0}\text{.}\text{296}{x + 0}\text{.}\text{759}{y + 2}\text{.}\text{96})}{{( - 0}\text{.}\text{296}{x + 0}\text{.}\text{759}{y + 2}\text{.}\text{96}{)^{2} + ( - 0}\text{.}\text{759}{x - 0}\text{.}\text{296}{y + 2}\text{.}\text{477})^{2}} -}} {\frac{{( - 3}\text{.}\text{795}{x - \text{11}}\text{.}\text{345}{y + 5}\text{.}\text{085}){( - 0}\text{.}\text{759}{x - 0}\text{.}\text{296}{y + 2}\text{.}\text{477})}{{( - 0}\text{.}\text{296}{x + 0}\text{.}\text{759}{y + 2}\text{.}\text{96}{)^{2} + ( - 0}\text{.}\text{759}{x - 0}\text{.}\text{296}{y + 2}\text{.}\text{477})^{2}}} \end{matrix}{}\]

      Następnie obliczane jest prawdopodobieństwo, że grunt należy do jednej z trzech klas:

      • grunt ilasty (HPC):
        \[ \mu_{c}(U)= \begin{cases} \exp\!\left[-0.5\left(\frac{U+0.1775}{0.86332}\right)^{2}\right] & \text{dla } U \ge -0.1775\ \\ 1.0 & \text{dla } U < -0.1775 \end{cases} \]
      • grunt mieszany (HPM):
        \[{\mu_{m}(U{) = \text{exp}}\left\lbrack {{- 0}\text{.}{5 \cdot \left( \frac{{U - 1}\text{.}\text{35}}{0\text{.}\text{724307}} \right)^{2}}} \right\rbrack}{}\]
      • grunt piaszczysty (HPS):
        \[ \mu_{s}(U)= \begin{cases} 1.0 & \text{dla } U > 2.6575\ \\ \exp\!\left[-0.5\left(\frac{U - 2.6575}{0.834586}\right)^{2}\right] & \text{dla } U \le 2.6575 \end{cases} \]

9. Stopień zagęszczenia I_D

   Liczony dla gruntów ze strefy 5.1,6,7,8 (Robertson 2010) i 5,6,7,8 (Młynarek PN-B-04452:2002)

   • Kulhawy i Mayne 1990 : Dla młodych gruntów niespoistych o średniej ściśliwości
     \[{I_{D} = \sqrt{\frac{1}{\text{305} \cdot\mathit{\text{OCR}^{\mathrm{0\text{.}\text{18}}}}} \cdot\frac{q_{t}}{p_{a}} \cdot \left( \frac{p_{a}}{\sigma'_{v}}\right)^{0\text{.}5}}}{}\]

     gdzie:
     qt,σ’v0, pa w [MPa]
     OCR	-	współczynnik prekonsolidacji, OCR ≤ 15.

   • Baldi 1986 (za Lunne i in. 1997) : Dla niespoistych gruntów normalnie skonsolidowanych i prekonsolidowanych
     \[{{I_{D} = {\frac{1}{2\text{.}\text{61}} \cdot \text{ln}}}\left( \frac{q_{t} \cdot \text{1000}}{\text{181} \cdot \left( {\sigma{'_{m} \cdot \text{1000}}} \right)^{0\text{.}\text{55}}} \right)}{}\]

     gdzie:
     qc,σ’m w [MPa]
     σ’m	-	średnie naprężenie efektywne σ’m = σ’v0∙(1+2K0)/3 K0 = 0.35 ∙ OCR0.65 i K0 ≤ 1

   • Jamiołkowski i in. 2001 :
     \[{{I_{D} = 0}\text{.}{\text{268} \cdot \text{ln}}{\left\lbrack {\frac{q_{t}}{p_{a}} \cdot \left( \frac{p_{a}}{\sigma'_{v}} \right)^{0\text{.}5}} \right\rbrack - 0}\text{.}\text{675}}{}\]

10. Efektywny kąt tarcia wewnętrznego φ’

    Dla gruntów niespoistych

    Liczony dla gruntów ze strefy 5.1,6,7,8 (Robertson 2010 ) i 5,6,7,8 (Młynarek PN-B-04452:2002 )

    • Schmertmann 1978 :

      

      W celu wykorzystanie powyższego nomogramu Schmertmann’a w programie wyprowadzono wzór, który stanowi jego uproszczone odwzorowanie, gdzie jako kryterium rodzaju gruntu przyjęto wskaźnik klasyfikacji I_c.
      \[{\varphi{' = {{{({{0.031 \cdot I_{c}} + 0.063})} \cdot I_{D}} - {5.23 \cdot I_{c}} + 40.7}}}{}\]

      gdzie:

      ID w [%], Ic [-]

    • Robertson i Campanella 1983 :
      \[{\varphi{' = \text{atan}}\left( {\frac{1}{2\text{.}\text{68}}\left\lbrack {\text{log}{\left( \frac{q_{c}}{\sigma'_{v0}} \right) + 0}\text{.}\text{29}} \right\rbrack} \right)}{}\]
    • Kulhawy i Mayne 1990 :
      \[{\varphi{' = \text{17}}\text{.}{6 + {\text{11} \cdot \text{log}}}(Q_{\mathit{\text{tn}}})}{}\]
    • model NTH (Norwegian Institute of Technology) :
      \[\varphi{' = {8.18 \cdot \ln}}\left( \frac{2.13 \cdot {q_{t} - \sigma_{v0}}}{\sigma{'_{v0} \cdot {OCR}^{0.7}}} \right)\]

    Dla gruntów spoistych

    Liczony dla gruntów ze strefy 1,2,3,4,5,9 (Robertson 2010 ) i 1,2,3.1,3.2,3.3,4,9 (Młynarek PN-B-04452:2002 )

    Efektywny kąt tarcia dla gruntów spoistych liczony jest na podstawie zmodyfikowanego modelu NTH (Sandven 2016 , Ouyang i Mayne 2018 , Ouyang i Mayne 2019 ) w sposób iteracyjny do momentu, kiedy N_mc = N_m, przyjmując wartość spójności efektywnej c’ zgodnie z pkt 11.

    \[{N_{\mathit{\text{mc}}} = \frac{q_{t} - \sigma_{v0}}{\sigma'_{v0}{\mathit{\text{OCR}^{\mathrm{0\text{.}7}}} + c}{' \cdot \text{cot}}(\phi')}}{}\]

    \[{N_{m} = \frac{\text{tan}^{2}{\left( {{\text{45} + 0}\text{.}5\phi'} \right) \cdot \text{exp}}({\pi \cdot \text{tan}}(\phi'){) - 1}}{{1 + {6 \cdot \text{tan}}}(\phi'{) \cdot (}{1 + \text{tan}}(\phi'){) \cdot B_{q}}}}{}\]

    Podgląd obliczeń kąta tarcia wewnętrznego dla gruntów spoistych dostępny jest w tabeli wyników oraz na wykresie jako φ’sp.

11. Spójność efektywna c’

    Liczony dla gruntów ze strefy 1,2,3,4,5,9 (Robertson 2010 ) i 1,2,3.1,3.2,3.3,4,9 (Młynarek PN-B-04452:2002 )

    • Sorensen & Okkel 2013 :
      \[{c{' =0}\text{.}1s_{u}}{}\]

      gdzie:
      su	-	Wytrzymałość gruntu na ścinanie w warunkach bez odpływu [kPa]

    • Mayne 2016 :
      \[{c{' =0}\text{.}\text{03}\sigma'_{p}}{}\]

      gdzie:
      σ’p w [kPa]
      σ’p	-	Naprężenie prekonsolidacji \[{\sigma{'_{p} = {1000 \cdot {\lbrack{0\text{.}\text{33}({q_{t} - \sigma_{v0}}{)^{m} \cdot 0}\text{.}\text{001}^{1 - m}}\rbrack}}}}{}\] qt,σv0 w [MPa] m - współczynnik zgodnie z pkt 14

    • Program umożliwia także przyjęcie wartości spójności efektywnej c’ = 0

12. Stopień plastyczności I_L

    Liczony dla gruntów ze strefy 1,2,3,4,5,9 (Robertson 2010 ) i 1,2,3.1,3.2,3.3,4,9 (Młynarek PN-B-04452:2002 )

    • formuła GEOTEKO:
      \[{{I_{L} = {A - {0.5 \cdot\text{log}}}}({q_{t} - \sigma}'_{v0})}{}\]

      gdzie:
      A	-	Współczynnik zależny od rodzaju gruntu: - A = 0.35 dla Gp, Π - A = 0.25 dla Gπ - A = 0.18 dla I, Gπz

    • PN-B-04452-2002 :

      \[{{I_{L} = 0}\text{.}{\text{242} - 0}\text{.}{\text{427} \cdot \text{log}}(q_{c})}{}\]	grunty spoiste - fi > 30%
      \[{{I_{L} = 0}\text{.}{\text{518} - 0}\text{.}{\text{653} \cdot \text{log}}(q_{c})}{}\]	grunty spoiste - fi = 10 - 30%
      \[{{I_{L} = 0}\text{.}{\text{729} - 0}\text{.}{\text{736} \cdot \text{log}}(q_{c})}{}\]	grunty spoiste - fi < 10%

      W celu uogólnienia powyższych równań z normy PN-B wyprowadzono 3 modele łączące wszystkie równania w jednym, w których jako kryterium zawartości frakcji zastosowano wskaźniki I_c lub I_B:
      • model 1:
        \[{{I_{L} = {- 0}}\text{.}{\text{56} \cdot \text{log}}(q_{c}{) - 0}\text{.}{{\text{16} \cdot I_{c}} + 0}\text{.}\text{93}}{}\]
      • model 2:
        \[{I_{L} = {{({{0.64 \cdot I_{c}} - 2.44})} \cdot \log}}{{(q_{c})} - I_{c} + 3.34}\]
      • model 3:
        \[{I_{L} = {{({{{- 0.025} \cdot I_{B}} + 0.03})} \cdot \log}}{{(q_{c})} + {0.038 \cdot I_{B}} - 0.47}\]

      gdzie:

      qc w [MPa], Ic w [-], IB w [-]

      Jednocześnie w modelu 2 i 3 wprowadzono ograniczenie, że wartości maksymalne obliczone z podanych wzorów nie mogą być wyższe niż wartości wyznaczone wzorem 3 wg PN-B, natomiast wartości minimalne nie mogą być niższe niż te wyznaczone wzorem 1 wg PN-B. Modele przedstawiono na poniższym rysunku.

      

13. Wytrzymałość na ścinanie w warunkach bez odpływu s_u

    Liczony dla gruntów ze strefy 1,2,3,4,5,9 (Robertson 2010 ) i 1,2,3.1,3.2,3.3,4,9 (Młynarek PN-B-04452:2002 )

    \[{s_{u} = \frac{({q_{t} -\sigma_{v0}})}{N_{\mathit{\text{kt}}}}}{}\]

    Wartość współczynnika N_kt można wyznaczyć jedną zmetod:

    • metoda SHANSEP (DeGroot D.J. 2014 ):
      \[{{N_{\mathit{\text{kt}}} = \text{11}}\text{.}9\left( \frac{q_{t} - \sigma_{v0}}{\sigma'_{v0}} \right)^{0\text{.}2}}{}\]
    • Robertson 2012 :
      \[{N_{kt} = {10.5 + {7 \cdot \log}}}{(F_{r})}\]
    • Formuła Geoteko:
      \[N_{kt} = {{4 \cdot q_{c}} +8}\]
    • Wartość stała:

      Możliwe jest zdefiniowanie stałej wartości współczynnika zgodnie z preferencjami użytkownika.

14. Współczynnik prekonsolidacji OCR

    Mayne 2009 :

    \[{\mathit{\text{OCR}} = \frac{0\text{.}\text{33}({q_{t} - \sigma_{v0}}{)^{m} \cdot 0}\text{.}\text{001}^{1 - m}}{\sigma'_{v0}}}{}\]

    gdzie:
    qt,σv0, σ’v0 w [MPa]
    m	-	współczynnik zależny od uziarnienia gruntu: \[{m = {1 - \frac{0\text{.}\text{28}}{{1 + (}{I_{c}/2}\text{.}\text{65})^{\text{25}}}}}{}\]

15. Moduł ściśliwości M

    • Robertson 2009 :
      \[{{M = {\alpha \cdot (}}{q_{t} -\sigma_{v0}})}{}\]

      gdzie:

      dla Ic ≥ 2.2:

      α = Q_tn   dla Q_tn ≤ 14

      α = 14   dla Q_tn > 14

      dla Ic < 2.2:

      \[{{\alpha = 0}\text{.}{\text{0188} \cdot \text{10}^{0\text{.}\text{55}{I_{c} + 1}\text{.}\text{68}}}}{}\]

    • Kulhawy i Mayne 1990 :
      \[{{M = 8}\text{.}{\text{25} \cdot(}{q_{t} - \sigma_{v0}})}{}\]
    • Wysokiński i in. 2009 (za Godlewski 2013 ) Wartość modułu dobierana jest z wykorzystaniem metod uczenia maszynowego zgodnie z poniższym nomogramem, gdzie warstwice określają wartość modułu w MPa.

      

    • Eurocode 7 :
      \[M = {\alpha \cdot q_{c}}\]
      wartości współczynników α ustalono w oparciu o tablicę D.2 wg Eurokodu 7 i odniesiono do stref SBTn wg Robertsona. Przyjmowane w obliczeniach wartości przedstawiono w poniższej tabeli:

      Strefa SBTn	symbol	rodzaj gruntu
      1	St Π-I	\[\alpha = 3\]
      2	Org.	\[\alpha = 1.5\]
      3	Gπz - Iπ -I	qc < 2: \[{\alpha = {- 2}}{q_{c} + 6}\] qc = 2 ÷ 6: \[{\alpha = {- 0.25}}{q_{c} + 2.5}\] qc ≥ 6: \[\alpha = 1\]
      4	Gp - Gπ	qc ≤ 0.7: \[{\alpha = {- 4.2}}{q_{c} + 8}\] qc = 0.7 ÷ 2: \[{\alpha = {- 2.3}}{q_{c} + 6.6}\] qc ≥ 6: \[\alpha = 1.5\]
      5 9	Ps – Pπ Pzw Pg - Gp	qc < 2: \[{\alpha = {- 1.5}}{q_{c} + 6}\] qc = 2 ÷ 6: \[{\alpha = {- 0.25}}{q_{c} + 2.5}\] qc ≥ 6: \[\alpha = 1\]
      6 7 8	Po – Pd Ż P - Pg	qc < 5: \[\alpha = 2\] qc ≥ 5: \[\alpha = 1.5\]

16. Współczynnik filtracji k_h

    Robertson 2015 :

    dla I_c ≤ 3.27:

    \[k_{h} = 10^{{0.952 -3.04}I_{c}}\]

    dla I_c > 3.27:

    \[k_{h} = 10^{{{- 4.52} -1.37}I_{c}}\]

17. Współczynnik konsolidacji c

    \[c_{h} = \frac{k_{h} \cdot M}{\gamma_{w}}\]

18. Wyrównanie warstw

    Do wyrównania warstw wykorzystywany jest algorytm stworzony na potrzeby programu, wykorzystujący iteracyjne grupowanie warstw o zbliżonych cechach w większe pakiety.

    Wyrównaniu podlegają wartości q_t oraz f_s lub R_f, które następnie są wykorzystywane do obliczenia średnich wartości wyników w wyznaczonych warstwach i określania rodzaju gruntu z określonego nomogramu. Wyrównanie wykorzystywane jest jedynie w celu wydzielenia uogólnionych warstw gruntu, wszelkie parametry liczone są na wartościach oryginalnych z uwzględnieniem podziału na grunty spoiste/niespoiste wynikające z przeprowadzonego grupowania.

19. Interpretacja badań dyssypacji

    Program umożliwia interpretację testów dyssypacji wykonanych podczas sondowania z wykorzystaniem metody wstecznej ekstrapolacji (Sully i in. 1999 ), która pozwala na ocenę zarówno krzywych rozpraszania monotonicznego jak i dylatacyjnego. Metoda ta polega na wstecznej ekstrapolacji ciśnienia początkowego poprzez wyrównanie linią prostą części wykresu reprezentującego rozpraszanie monotoniczne.

    Interpretacja krzywej polega na określeniu ciśnienia hydrostatycznego u₀ oraz pierwiastka czasu t₁ i t₂ odczytanego z wykresu stanowiącego część krzywej reprezentującą rozpraszanie monotoniczne. Na podstawie określonych danych wykonywana jest wsteczna ekstrapolacja i wyznaczane jest ciśnienie początkowe u_i oraz obliczany jest czas 50% rozproszenia nadwyżki ciśnienia wody t₅₀. Współczynnik filtracji gruntu obliczany jest w oparciu o wyznaczony czas t₅₀ ze wzoru (Parez i Fauriel 1988 za Mayne 2002 ):

    \[ k = \frac{1}{\left(251 \cdot t_{50}\right)^{1.25}} \]

    

Literatura

1. Abu-Farsakh M. Y., Zhang Z., Tumay M., Morvant M. (2008). Computerized Cone Penetration Test for Soil Classification: Development of MS-Windows Software. Transportation Research Record, 2053(1), s. 47–64.
2. DeGroot D.J. (2014). Evaluation of soft clay properties from interpretation of CPTU data within a SHANSEP framework. 5th International Workshop CPTU and DMT in soft Clays and organic soils, Poznań, Polska.
3. Campanella R. G., Robertson P. K., Gillespie D. (1983). Cone penetration testing in deltaic soils. Canadian Geotechnical Journal, NRC Research Press20(1), s. 23–35.
4. Godlewski T. (2013). Interpretacja badań polowych a Eurokod 7. Acta Scientiarum Polonorum. Architectura, 12(3) 61-72.
5. Jaksa M. B., Kaggwa W. S., Brooker P. I. (2002). An Improved Statistically Based Technique for Evaluating the CPT Friction Ratio. Geotechnical Testing Journal, ASTM International25(1), s. 61–69.
6. Jamiolkowski M., Lo Presti D., Manassero M. (2001). Evaluation of Relative Density and Shear Strength of Sands from CPT and DMT. Soil Behavior and Soft Ground Construction, American Society of Civil Engineerss. 201–238.
7. Lunne T., Powell J. J. M., Robertson P. K. (1997). Cone Penetration Testing in Geotechnical Practice. CRC Press, London.
8. Mayne P. W. (2001). Stress-strain-strength-flow parameters from enhanced in-situ tests. Proc. Int. Conf. on In Situ Measurement of Soil Properties and Case Histories, Bali, s. 27–47.
9. Mayne P.W. (2002). Flow properties from piezcone dissipation tests.
10. Mayne, P. W., Coop, M. R., Springman, S. M., Huang, A-B., & Zornberg, J. G. (2009). Geomaterial behavior and testing. In Proceedings of the 17th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering: The Academia and Practice of Geotechnical Engineering (Vol. 4, pp. 2777-2872)
11. Mayne P. W. (2014). Interpretation of geotechnical parameters from seismic piezocone tests. Proceedings of 3rd International Symposium on Cone Penetration Testing, CPT14, Las Vegas, Nevada, Gregg Drilling & Testing, Inc. www. cpt14. com.
12. Mayne P. W. (2016). Evaluating effective stress parameters and undrained shear strengths of soft-firm clays from CPT and DMT. Australian Geomechanics Journal, 51(4), s. 27–55.
13. Młynarek Z., Wierzbicki J., Wołyński W. (2007). Efficiency of selected statistical criteria in determination of geotechnical parameters from CPTU. Studia Geotechnica et Mechanica, 29(1–2), s. 137–149.
14. Ouyang Z., Mayne P. W. (2018). Effective friction angle of clays and silts from piezocone penetration tests. Canadian Geotechnical Journal, 55(9), s. 1230–1247.
15. Ouyang Z., Mayne P. W. (2019). Modified NTH Method for Assessing Effective Friction Angle of Normally Consolidated and Overconsolidated Clays from Piezocone Tests. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 145(10), s. 4019067.
16. PN-B-04452:2002 Geotechnika. Badania polowe.
17. PN-EN 1997-2 Eurokod 7 -- Projektowanie geotechniczne -- Część 2: Rozpoznanie i badanie podłoża gruntowego.
18. Robertson P. K. (1990). Soil classification using the cone penetration test. Canadian Geotechnical Journal, 27(1), 151–158.
19. Robertson, P.K., and Campanella, R.G. (1983). Interpretation of cone penetration tests – Part I (sand). Canadian Geotechnical Journal, 20(4): 718-733.
20. Robertson P. K., Wride C. (Fear). (1998). Evaluating cyclic liquefaction potential using the cone penetration test. Canadian Geotechnical Journal, 35(3), 442–459.
21. Robertson, P.K. (2009). Interpretation of cone penetration tests – a unified approach, Canadian Geotechnical Journal, 46: 1-19.
22. Robertson, P.K. (2010). Soil behaviour type from the CPT: an update. 2nd International Symposium on Cone Penetration Testing, CPT’10, Huntington Beach, CA, USA.
23. Robertson P. K. (2012). The James K. Mitchell Lecture: Interpretation of in-situ tests–some insights. Proc. 4th Int. Conf. on Geotechnical and Geophysical Site Characterization–ISC’4, Taylor & Francis Group Londons. 3–24.
24. Robertson P. K., Cabal K. L. (2015). Guide to cone penetration testing for geotechnical engineering 6th Edition. Gregg Drilling & Testing, Inc.
25. Robertson P. K. (2016). Cone Penetration Test (CPT) - based soil behaviour type (SBT) classification system - an update. Canadian Geotechnical Journal, 53: 1910-1927.
26. Sandven R., Gylland A., Montafia A., Kåsin K., Pfaffhuber A. A., Long M. (2016). In situ detection of sensitive clays–part II: results. Proceedings of the 17th Nordic Geotechnical Meeting.
27. Schmertmann J.H. (1978). Guidelines for cone penetration tests performance and design. Report FHWA-TS-78-209. Federal Highways Administration, Washington D.C.
28. Sorensen K. K., Okkels N. (2013). Correlation between drained shear strength and plasticity index of undisturbed overconsolidated clays. Proceedings of the 18th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris, 1, s. 423–428.
29. Sully J.P., Robertson P.K., Campanella R.G., Woeller D.J. (1999). An approach to evaluation of field CPTU dissipation data in overconsolidated fine-grained soils", Canadian Geotechnical Journal
30. Kulhawy, F.H., and Mayne, P.H., (1990). Manual on estimating soil properties for foundation design, Report EL-6800 Electric Power Research Institute, EPRI, August 1990.
31. Tumay M. T., Abu-Farsakh M. Y., i Zhang Z., (2008). From Theory to Implementation of a CPT-Based Probabilistic and Fuzzy Soil Classification. From Research to Practice in Geotechnical Engineering, 259–76. New Orleans, Louisiana, United States: American Society of Civil Engineers.
32. Zhang Z., i Tumay M. T. (1999). Statistical to Fuzzy Approach Toward CPT Soil Classification. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering 125 (3): 179–86.