Puristinheijarikairauksen puristusosuuden tarkkuuden parantaminen
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2020-12-14
Department
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Geoengineering (GEO)
Language
fi
Pages
58 + 10
Series
Abstract
Puristamalla tehtäviä kairausmenetelmiä on tutkittu ja kehitetty aktiivisesti 1800-luvulta lähtien. Tässä työssä tutkittiin Suomessa kehitetyn puristinheijarikairauksen puristinosuuden tarkempaa rekisteröintiä. Tämän tutkimuksen ohella kehitettiin Tapukka -niminen mittauslaite, jonka kehitystyö on suojattu patentilla. Tässä kvalitatiivisessa tutkimuksessa tavoitteena oli osoittaa uuden mittausmenetelmän, jossa vastuksen mittaus tapahtuu suoraan tangosta, soveltuvuus puristinosuuden mittaukseen maaperätutkimuksissa. Menetelmästä käytettiin tutkimuksessa nimeä Tapukka. Tapukka kiinnitetään suoraan kairausyksikön niskakappaleeseen ja se mittaa kärkivastusta ja vaippakitkaa suoraan tangosta, sen yläpäästä. Kairausdata rekisteröidään mobiililaitteelle, johon luetaan parametrit 10 mm välein. Tutkimuksessa tehtiin yhteensä 10 rinnakkaista puristinheijarikairausta Pukinmäessä, Pennalassa sekä Kujalassa niin, että rinnakkaistulokset tuotettiin samasta kairauksesta. Pukinmäen kohteen maaperä hyvin löyhää savea, Kujalassa maaperä oli silttistä savea. Pennalan kohteessa oli löyhä savinen maaperä, jonka päällä oli aiemmin ollut suuria täyttömaakerroksia. Kairauksessa käytettiin sekä GM75 että GM100 kairausvaunuja. Saatuja tuloksia verrattiin numeerisen datan ja siitä muodostettavien kairausdiagrammien avulla. Vertailussa voitiin todeta, että Tapukka -menetelmällä saatiin puristinheijarikairausta vastaavia arvoja maaperästä. Suhteellinen ero normaalin puristinheijarikairauksen mittaamaan vastukseen oli vakio kohdekohtaisesti. Kärkivastuksen määrä Kujalassa oli samansuuruinen Tapukalla ja puristinheijarikairauksella. Koska suhteellinen ero oli kohteittain vakio, voidaan tämän olettaa johtuvan kairakoneen kalibrointieroista. Tutkimuksessa havaittiin, että Tapukka -menetelmän tarkkuus voi mahdollistaa Tapukan laajemman käytön tulevaisuudessa. Tarkemman mittausaineiston avulla pyrittiin selvittämään myös kantavuuskertoimen N -arvoja puristuskairauksella. Lisäksi tutkimuksessa voitiin todeta, että nykyinen puristinheijarikairauksen menetelmä on tarkka menetelmä, mutta sen tarkkuuteen vaikuttaa merkittävästi koneen kalibrointi (mukaan lukien syöttö- ja pyöritysnopeus). Myös poikkeamat käytettävässä tankokalustossa todennäköisesti kasvattavaa mitattavan kärkivastuksen määrää.The static probing methods have been actively studied and developed since the 19th century. This study examined a more accurate registration of Static-Dynamic probing test which has been developed in Finland. In addition to this study, a measuring instrument called Tapukka was developed, the development of which is protected by a patent. In this quantitative study, the aim was to demonstrate the suitability of a new measurement method in which resistance measurement takes place directly from the rods for the measurement of the static probing section in soil studies. The method and device was named Tapukka in the study. Tapukka is attached directly to the headpiece of the drilling unit and measures the tip resistance and the shaft resistance directly from the upper end of rod. Drilling data is registered on a mobile device that reads the parameters every 10 mm. A total of 10 parallel study points were drilled out in Pukinmäki, Pennala and Kujala, so that the parallel results were produced from the same drilling. The soil of the Pukinmäki site was very loose clay, in Kujala the soil was silty clay. The Pennala site had loose clay soil, on top of which there had previously been large layers of filling soil layers. Drilling were performed via GM75 and GM100 drilling rigs. The results obtained were compared using numerical data and the drilling charts generated from numerical material. In the comparison, it was found that the Tapukka method obtained values corresponding to static-dynamic probing test results from the soil. The relative difference from the resistance measured by traditional static-dynamic probing test was constant on a site-by-target basis. The amount of tip resistance in Kujala was the same with Tapukka and stat-ic-dynamic probing test results. Since the relative difference was constant by target, this can be assumed to be due to calibration differences between the drilling rigs. The study found that the accuracy of the Tapukka method may allow for the wider use of Tapukka in the future. More detailed measurement data were also used to determine the N values of the load factor with drilling results. In addition, the investigation established that the current method of static-dynamic probing test is an accurate method, but its accuracy is significantly influenced by machine calibration (including feed and rotation speed). Deviations in the rod equipment used are also likely to increase the amount of tip resistance to be measured.Description
Supervisor
Korkiala-Tanttu, LeenaThesis advisor
Gustavsson, HenryEerola, Lasse
Keywords
puristinheijarikairaus, puristavat kairausmentelmät, CPTU, Tapukka