Что такое расчетное сопротивление грунта? — MIDAS IT

В этой статье вы найдете ответы на следующие вопросы: что такое расчетное сопротивление, как его определить аналитически, как его определить численно с помощью midas GTS NX, и что происходит с грунтом при превышении давления по подошве фундамента расчетного сопротивления.

Аналитическое определение расчетного сопротивления грунта

Вывод формулы расчетного сопротивления

Зависимость, которая представлена на рисунке 1, была получена Н. П. Пузыревским, и, как правило, называется его именем. Данная зависимость была преобразована в формулу в СП 22.13330 для определения расчетного сопротивления грунта по подошве фундамента, см. рисунок 2.

Рисунок 1. Начальная критическая нагрузка на грунт по формуле Н. П. Пузыревского

Рисунок 2. Формула расчетного сопротивления по СП 22.13330

Допущения для формулы расчетного сопротивления

Формула расчетного сопротивления имеет ряд допущений:

• При незначительном развитии зон пластических деформаций принимается линейная зависимость между деформациями и напряжениями;
• Формула выведена из решения плоской задачи, при которой напряжения будут зависеть только от координат x — y;
• В решении формулы заложен равный тензор напряжений от собственного веса грунта (гидростатическое давление), что не совпадает с действительностью.

Определение расчетного сопротивления грунта по СП 22.13330

По СП 22.13330.2016 расчет расчетного сопротивления относится к пункту 5.6. А пункт 5.6 — это расчет оснований по деформациям. Целью расчета оснований по деформациям является ограничение абсолютных или относительных перемещений пределами, при которых гарантируется нормальная эксплуатация сооружения и не снижается его долговечность. Важно понимать, что расчетное сопротивление — это проверка по II-ой группе предельных состояний, а не по I-ой.

Согласно пункту 5.6.6 — «расчет деформаций основания фундамента при среднем давлении под подошвой фундамента р, не превышающем расчетное сопротивление грунта R (см. 5.6.7), следует выполнять, применяя расчетную схему в виде линейно-деформируемого полупространства (см. 5.6.31) с условным ограничением глубины сжимаемой толщи Нс (см. 5.6.41)». Этот пункт означает, что величина расчетного сопротивления — это ограничение значения давления по подошве фундамента, при превышении которого нельзя считать осадку по пункту 5.

6.31, то есть нельзя использовать метод послойного суммирования.

Было определено расчетное сопротивление ленточного фундамента без подвала с глубиной заложения 2 м, шириной подошвы 2 м, с опиранием в водонасыщенный грунт с углом внутреннего трения 18 градусов, с удельным сцеплением 10 кПа и с удельным весом 20.3 кН/м3 и 11.1 кН/м3 во взвешенном состоянии. По аналитическому расчету было получено значение расчетного сопротивления в 190 кПа.

Рисунок 3. Определение расчетного сопротивления аналитическим способом

Численное определение расчетного сопротивления грунта в midas GTS NX

Для численного расчета была реализована плоская задача. На рисунке 3 представлены стадии расчета в трехмерной постановке для наглядной визуализации (данную задачу нет смысла решать в трехмерной постановке): первая стадия — начальная, вторая стадия — откопка котлована, третья стадия — это активация ленточного фундамента с нагрузкой по обрезу и обратная засыпка пазух котлована, см.  рисунок 4. При решении данной задачи использовалась модель грунта Мора-Кулона.

Рисунок 4. Стадийность в midas GTS NX

Расчетное сопротивление численным методом можно получить двумя способами:

1. измерить величину пластических зон под подошвой фундамента. Расчетное сопротивление — это такая нагрузка по подошве фундамента, при которой пластические зоны под подошвой фундамента распространяется на глубину, равную величине четверти ширины подошвы фундамента;
2. построить график давления от осадки для точки, расположенной по центру подошвы фундамента, и давление, при котором график начнет изменяться нелинейно, это и есть величина расчетного сопротивления.

Для того чтобы определить расчетное сопротивление, на обрез фундамента была приложена нагрузка в 190 кПа, и в настройках последней стадии данная нагрузка была разделена на 20 шагов нагружения. Для того чтобы в выводе результатов присутствовал каждый шаг нагружения, в настройках нужно выставить пункт «Every Increment» (см.  рисунок 5). Параметры решателя для конкретной стадии приоритетнее настроек, заданных в расчетном случае. Поэтому необходимо изменить и другие параметры решателя для стадии с пригрузом, чтобы задача была рассчитана корректно: «Convergence Criteria», «Advanced Nonlinear Setting».

Рисунок 5. Разделение нагрузки на инкременты

Для каждой подстадии была измерена зона пластических деформаций под подошвой фундамента. За величину расчетного сопротивления было принято давление на последней стадии, на которой пластическая зона не превышает b/4 (0.5 м). На 12-ой подстадии размер пластических зон под подошвой фундамента составил 0.5 м (см. рисунок 6), это соответствует нагрузке 114 кПа (190*12/20=114 кПа), а на следующей ступени для нагрузки 123 кПа (190*13/20=123 кПа) размер пластических зон равен 0.75 м (см. рисунок 7). Это означает, что расчетное сопротивление по численному методу составляет 114 кПа, так как на 13-й ступени условие по пластическим деформациям уже не выполняется.

Рисунок 6. Пластические зоны (красные кружки) при нагрузке 114кПа

Рисунок 7. Пластические зоны (красные кружки) при нагрузке 123 кПа

Рисунок 8. Пластические зоны (красные кружки) при нагрузке 190 кПа

Далее значение расчетного сопротивления необходимо проверить графическим способом. Чтобы построить график, нужно извлечь результаты для точки по центру подошвы фундамента с помощью команды «Extract», см. рисунок 9. И далее эти данные необходимо скопировать в Excel и построить график нагрузки от перемещения.

Для визуальной оценки отклонений была построена линия тренда по первым точкам графика, и, если увеличить данный график, то видно, что после 114 кПа график имеет значительные отклонения от линии тренда, то есть график начинает изменяться нелинейно, и при каждой следующей итерации эти отклонения все больше и больше, см. рисунок 10. Данный график был продлен до уровня вертикального напряжения в 400 кПа для наглядности.

Рисунок 9. Извлечение результатов расчета

Рисунок 10. График вертикального давления по подошве фундамента от осадки P(S)

Выводы

• Расчетное сопротивление, определенное в midas GTS NX, на 40% меньше аналитического. Это происходит из-за ряда допущений при расчете по СП 22.13330. Допущения перечислены выше в настоящей статье.
• Оценивать расчетное сопротивление по численному методу нужно по величине пластических зон и по графику давления по подошве фундамента от его осадки.
• Если давление по подошве больше значения расчетного сопротивления, то недопустимо считать осадку методом послойного суммирования, нужно использовать другие методики расчета осадки, например численное моделирование в midas GTS NX.

Скачайте демо-версию midas GTS NX

Начните пользоваться уже сегодня! После скачивания демо-версии вам будут доступны обучающие материалы по началу работы.

2.2 Определение расчетного сопротивления грунта основания r (построение эпюры) Расчетное сопротивление грунта находится по формуле 5.7 сп 22.13330.2016:

где – коэффициенты условий работы;

Для суглинка γ_c1 =1,2 так как 0,25 < I_L ≤ 0,5 (таблица 5.4.)

Для супеси γ_c1 =1,1 так как I_L ≥ 0,5 (таблица 5.4.)

= 1,0, так как L/H составляет 1,5 и менее по таблице 5.4 СП 22.13330.2016

k = 1,0, так как прочностные характеристики грунта (φ_IIи c_II) определены экспериментально.

– коэффициенты несущей способности грунта, принимаются по 5.5 СП 22.13330.2016

Для суглинка:

M_y = 0,51 М_g =3,06 М_с = 5,66 С₂ = 40

Для супеси:

M_y = 0,39 М

g = 2,57 М_с = 5,15 С₂ = 5

b – ширина подошвы фундамента, принимаем 1 м

= 1,0, так как b < 10 м

– осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды)

супеси γ_II = γ_sb = 8,86 кН

суглинка γ_II = γ_sb = 11,72 кН

– осредненный удельный вес грунтов выше подошвы фундамента.

d – глубина заложения фундамента.

– удельное сцепление грунта.

R₁ на глубине d₁ = 0,5м:

кН/м³

кПа

R

2 на глубине d₂ = 1,5м:

кН/м³

кПа

R₃ на глубине d₃ = 2,0м:

кН/м³

кПа

R₄ на глубине d₄ = 3,0м:

кН/м³

кПа

R₅ на глубине d₅ = 4,0м:

кН/м³

кПа

R₆ на глубине d₆ = 5,0м:

кН/м³

кПа

Эпюра расчетных сопротивлений.

Вывод: Грунт суглинок тяжелый с включением гравия и гальки пригоден для основания, так как обладает высоким расчетным сопротивлением.

3. Проектирование фундамента на естественном основании.

Исходные данные:

кН;

кН;

кН;

Принимаем глубину заложения фундамента м, так как сооружение имеет подземные коммуникации на отметке -3,0 м.

Грунт под подошвой: суглинок тяжелый с включением гравия и гальки;

Глубина заложения грунтовых вод 1 м

кН/м³; º; E = 22 МПа; кПа; e = 0,42; ;

Фундамент монолитный из бетона B15.

1. Принимаем b = 5,2 м:

Находим расчетное сопротивление:

= 1,0, так как b < 10 м

кН/м³

кПа

2. Определяем вес фундамента Gf:

= 23 кН/м³ – удельный вес бетона.

м³

м³

м³

кН

Определяем вес грунта на уступах G_g:

кН

3. Проверка давления на грунт:

кН

кНм

м³

= 21,23 м²

кПа < R = 437,07 кПа – условие выполняется

< 1,2R = 524,48 кПа – условие выполняется.

Определяем недогруз фундамента:

– условие выполняется, недогруз в пределах 5-10 %.

4. Производим проверку на продавливание:

Так как фундамент монолитный из бетона B22,5:

R_bt = 1128 кПа;

R_s = 365000 кПа (для A-III (A400)).

кН·м

кН

=12,43 / 4 =3,1 м²

= = 21,2 – 0,3 =20,9 / 4 = 5,2 м²

А₀ = 3,1 + 5,2 = 8,3 м²

кПа

412,22 8,3 < 1128 4,1 0,8

3496,13 < 3699,84 – условие выполняется.

5. Расчет прочности на поперечную силу.

= 412,22 (21,23 – 8636 кН

Q_max ⩽2,5

2,5 1128 5,2 0,8 = 11731 кН

8636кН < 11731кН – Условие прочности бетонного сечения выполняется.

6. Расчет прочности на изгиб по сечению 1-1.

= ² на 1п.м. ширины фундамента

² на всю ширину фундамента.

Принимаем шаг стержней 100 мм.

= 8 мм² – площадь сечения 1 стержня.

Удельное сопротивление и измерение грунта – Принципы проектирования и испытания заземляющего электрода

Понимание удельного сопротивления и измерения грунта, а также его связи с конструкцией системы заземлителя является ключом к пониманию фундаментальных принципов проектирования, измерений и расчетов сопротивления грунта и удельного сопротивления грунта. Нижеследующее является второй частью наших принципов проектирования заземляющих электродов и серии испытаний, состоящей из четырех частей, которые основаны на нашем официальном документе «Принципы проектирования и испытания заземляющих электродов». Вы можете скачать полный технический документ здесь.

1. Теория оболочки
2. Удельное сопротивление грунта и измерение
3. Расчет сопротивления заземляющего электрода одиночного стержня
4. Измерение сопротивления электрода

Удельное сопротивление грунта 90 Измеряется в ом-метрах или ом-сантиметрах. Ом-метр – это удельное сопротивление грунта, когда оно имеет сопротивление 1 Ом между противоположными гранями куба со стороной в один метр.

Сопротивление прямо пропорционально удельному сопротивлению почвы. Это соотношение не так просто вычислить в реальной жизни, как может показаться, потому что удельное сопротивление грунта неизбежно будет меняться с глубиной. Вторая трудность при работе с разными местами заключается в том, что удельное сопротивление сильно различается в зависимости от места.

Приведенные ниже таблицы дают представление об удельном сопротивлении нескольких сред, представляющих интерес для проектирования системы заземления.

Материал	Typical Resistivity
Copper	1.72 x 10-8 ohm.m
GEM, Material	0.12 ohm.m
Bentonite	2.5 ohm.m
Concrete	от 30 до 90 Ом·м

 

Факторами, влияющими на удельное сопротивление грунта, являются тип грунта, плотность, химический состав, температура и содержание воды. На рис. 1 показано влияние влажности и температуры на удельное сопротивление грунта.

Рисунок 1: Влияние содержания влаги и температуры на удельное сопротивление грунта

Измерение удельного сопротивления грунта

Существует несколько методов измерения удельного сопротивления грунта.

К ним относятся:

• Система Веннера, 4-точечный метод
• Система Шлюмберже
• Метод с приводным стержнем

Метод системы Веннера обсуждается в данной статье, поскольку это наиболее распространенный метод измерения удельного сопротивления грунта. Объем этого документа не позволяет подробно обсуждать другие методы тестирования почвы.

Используя метод решетки Веннера, четыре небольших электрода (вспомогательные датчики) размещают на прямой линии с интервалом a на глубину b. Через два внешних датчика пропускают ток, а затем измеряют потенциальное напряжение между двумя внутренними датчиками. Простое уравнение закона Ома определяет сопротивление. На основе этой информации теперь можно рассчитать удельное сопротивление местного грунта. В большинстве практических случаев «а» в 20 раз больше, чем «b», и тогда мы можем сделать предположение, что b = 0.

Тогда удельное сопротивление ρ определяется как:

ρ = 2 π a Re

где

ρ = удельное сопротивление местного грунта (Ом-м)

a = расстояние между зондами (м)

b = глубина проникновения зондов в землю (м)

Re = значение сопротивления, измеренное испытательным устройством (Ом)

Эти значения дают среднее удельное сопротивление грунта на глубину a. Рекомендуется снимать серию показаний при различных значениях а, а также в 9ось повернута на 0°. Хорошей практикой является составление таблиц или графиков результатов, потому что это дает хорошее представление о том, как удельное сопротивление изменяется с глубиной, и дает нам лучшее представление о типе заземляющего электрода для проектирования.

Например, если удельное сопротивление очень велико на верхних трех метрах, но резко падает после этой глубины, то можно рассмотреть возможность проектирования с использованием электродов, которые вбиваются или бурятся на глубину более трех метров. И наоборот, если сопротивление не улучшается за пределами определенной глубины, скажем, двух метров, то в конструкции заземляющего электрода можно рассмотреть горизонтальные электроды.

Рис. 2. Решетка Веннера (метод 4 точек)

На рис. 2 показан типичный протокол измерений удельного сопротивления. Опыт показал, что многие измерители удельного сопротивления грунта часто не имеют полного представления о степени, в которой необходимо провести испытание. Часто отмечается, что измеряется только одно или несколько значений. Для проектирования заземляющего электрода рекомендуется собрать полный набор результатов в диапазоне от 2 до 40 метров.

016

Загрузите приведенный ниже информационный документ, в котором изложены основные принципы проектирования заземлителей, измерений и расчетов сопротивления заземления и удельного сопротивления грунта. послужат основой для понимания существующих практик заземления и послужат ориентиром для инженера, пытающегося понять суть конструкции заземляющего электрода.

Загрузить информационный документ

Инженеры-электрики: ваш источник новостей и советов по электротехнике

Будьте в курсе новых тенденций, советов и информации, подписавшись на блог nVent ERICO. Наши эксперты по электротехнике и продуктам регулярно публикуют новую информацию, а также курируют лучшие ресурсы, публикуя подобные публикации.

Определение удельного сопротивления грунта

Что такое испытание удельного сопротивления грунта?

Измерение удельного сопротивления грунта — это процесс измерения объема грунта для определения проводимости грунта. Результирующее удельное сопротивление грунта выражается в ом-метрах или ом-сантиметрах.

Испытание удельного сопротивления грунта является наиболее важным фактором при проектировании электрического заземления. Это верно при обсуждении простых электрических схем, специальных систем заземления с низким сопротивлением или гораздо более сложных вопросов, связанных с исследованиями повышения потенциала заземления (GPR). Хорошие модели грунта являются основой всех проектов заземления и разрабатываются на основе точных испытаний удельного сопротивления грунта.

4-точечный тест Веннера

4-точечный метод Веннера на сегодняшний день является наиболее часто используемым методом измерения удельного сопротивления грунта. Существуют и другие методы, такие как общий метод и метод Шлюмберже, однако они редко используются для проектирования заземления и лишь незначительно различаются по расположению датчиков по сравнению с методом Веннера.

Удельное электрическое сопротивление — это измерение удельного сопротивления данного материала. Оно выражается в ом-метрах и представляет собой сопротивление, измеренное между двумя пластинами, покрывающими противоположные стороны куба со стороной 1 м. Этот тест на удельное сопротивление грунта обычно проводится на необработанных участках земли во время проектирования и планирования систем заземления, характерных для испытываемого участка.

При испытании удельного сопротивления грунта четыре (4) датчика размещаются на одинаковом расстоянии, чтобы примерно определить глубину залегания испытываемого грунта. Типичные интервалы составляют 1 фут, 1,5 фута, 2 фута, 3 фута, 4,5 фута, 7 футов, 10 футов и т. д., при этом каждый интервал увеличивается по сравнению с предыдущим примерно в 1,5 раза, до максимального расстояния, равного соизмеримо с 1-3-кратным максимальным диагональным размером проектируемой системы заземления, в результате чего максимальное расстояние между внешними токоведущими электродами составляет от 3 до 9раз больше максимального диагонального размера будущей системы заземления. Это один «проход» или набор измерений, который обычно повторяется, хотя и с более короткими максимальными интервалами, несколько раз вокруг места под прямым углом и по диагонали друг к другу для обеспечения точных показаний.

Основная предпосылка испытания удельного сопротивления грунта заключается в том, что датчики, расположенные на расстоянии 5 футов по земле, будут считывать 5 футов в глубину. То же самое верно, если вы разместите датчики на расстоянии 40 футов по земле, вы получите средневзвешенное сопротивление почвы от 0 до 40 футов в глубину и все точки между ними. Эти необработанные данные обычно обрабатываются с помощью компьютерного программного обеспечения для определения фактического удельного сопротивления грунта в зависимости от глубины.

Проведение четырехточечного (или четырехштырькового) измерения удельного сопротивления грунта по Веннеру

Ниже описано, как выполнить один «ход» или набор измерений. Как указывает «4-точечный», тест состоит из 4 штырей, которые необходимо вставить в землю. Два внешних контакта называются датчиками тока, C1 и C2. Это зонды, которые подают ток в землю. Два внутренних датчика — это потенциальные датчики, P1 и P2. Это датчики, которые измеряют фактическое сопротивление почвы.

На приведенной ниже схеме установки Веннера для четырехточечного измерения зонд C1 вбивается в землю в углу измеряемой области. Зонды P1, P2 и C2 приводятся в движение на расстоянии 5 футов, 10 футов и 15 футов соответственно от стержня C1 по прямой линии для измерения удельного сопротивления грунта на глубине от 0 до 5 футов. C1 и C2 — внешние датчики, а P1 и P2 — внутренние датчики. В этот момент на щупы C1 и C2 подается известный ток, а результирующее напряжение измеряется на щупах P1 и P2. Затем можно применить закон Ома для расчета измеренного кажущегося сопротивления.

Зонды C2, P1 и P2 затем можно перемещать на расстояние 10, 20 и 30 футов для измерения сопротивления грунта на глубине от 0 до 10 футов. Продолжайте перемещать три зонда (C2, P1 и P2) от C1 через равные промежутки времени, чтобы приблизить глубину измеряемого грунта. Обратите внимание, что на характеристики электрода может влиять удельное сопротивление грунта на глубинах, которые значительно больше, чем глубина электрода, особенно для обширных горизонтальных электродов, таких как водопроводные трубы, фундаменты зданий или заземляющие сетки.

Измерители сопротивления почвы

Существует два основных типа измерителей сопротивления почвы: низкочастотные и высокочастотные модели. Оба типа измерителей могут использоваться для 4-х и 3-х точечного тестирования, и даже могут использоваться в качестве стандартного (2-точечного) вольтметра для измерения обычного удельного сопротивления грунта.

Всегда следует проявлять осторожность при выборе измерителя сопротивления почвы, поскольку электроника, участвующая в фильтрации сигналов, является узкоспециализированной. Говоря электрически, земля может быть шумным местом. Воздушные линии электропередач, электрические подстанции, железнодорожные пути, различные передатчики сигналов и многие другие источники вносят свой вклад в сигнальный шум, присутствующий в любом заданном месте. Гармоники, фоновый шум частотой 60 Гц и связь с магнитным полем могут исказить сигнал измерения, в результате чего показания кажущегося удельного сопротивления грунта будут на порядок больше, особенно при большом расстоянии друг от друга. Выбор оборудования с электронными блоками, способными различать эти сигналы, имеет решающее значение.

Высокочастотные измерители сопротивления грунта обычно используют импульсы, работающие с частотой 128 импульсов в секунду, или с другой частотой импульсов, кроме 60. Эти высокочастотные измерители обычно не могут генерировать достаточное напряжение для обработки длинных перемещений, и их, как правило, не следует использовать. для расстояния между зондами более 100 футов. Кроме того, высокочастотный сигнал, протекающий в токоподводе, индуцирует шумовое напряжение в потенциальных выводах, которое невозможно полностью отфильтровать: этот шум становится больше, чем измеренный сигнал, по мере уменьшения удельного сопротивления грунта и увеличения расстояния между выводами. Высокочастотные измерители дешевле, чем их низкочастотные аналоги, и на сегодняшний день являются наиболее распространенными измерителями, используемыми для измерения удельного сопротивления грунта.

Низкочастотные измерители, которые на самом деле генерируют низкочастотные импульсы (порядка 0,5–2,0 секунды на импульс), являются предпочтительным оборудованием для испытания удельного сопротивления грунта, так как они устраняют проблему индукции, с которой сталкиваются высокочастотные измерители. страдать. Однако их покупка может быть очень дорогой. В зависимости от максимального напряжения оборудования низкочастотные измерители могут считывать показания с очень больших расстояний между датчиками и часто на расстоянии многих тысяч футов. Как правило, пакеты электронных фильтров, предлагаемые в низкочастотных измерителях, лучше, чем в высокочастотных измерителях. Следует проявлять осторожность при выборе надежного производителя.

Анализ данных

После сбора всех данных об удельном сопротивлении грунта можно применить следующую формулу для расчета кажущегося удельного сопротивления грунта в ом-метрах.

Например, если кажущееся сопротивление почвы 4,5 Ом на расстоянии 40 футов, удельное сопротивление почвы в ом-метрах будет 344,7. На Рисунке 11 подробно показана вся формула удельного сопротивления грунта. Один ссылается на «кажущееся» удельное сопротивление, поскольку оно не соответствует фактическому удельному сопротивлению грунта. Эти необработанные данные должны быть интерпретированы подходящими методами, чтобы определить фактическое удельное сопротивление грунта.

Показания малой глубины

Показания малой глубины, всего 6 дюймов, чрезвычайно важны для большинства, если не для всех, конструкций заземления. Как описано выше, более глубокие показания удельного сопротивления грунта фактически представляют собой средневзвешенные значения удельного сопротивления грунта от поверхности земли до глубины и включают все поверхностные показания сопротивления над ней. Хитрость при разработке окончательной модели грунта заключается в том, чтобы извлечь фактическое сопротивление грунта на глубине, а для этого необходимо «вычесть» верхние слои из глубинных показаний. На следующем рисунке показано, как самые мелкие показания влияют на более глубокие ниже него.

Как вы можете видеть на следующей диаграмме, если у вас есть показание 50 Ом-метров на 5 футов и показание 75 Ом-метров на 10 футов, фактическое удельное сопротивление почвы от 5 до 10 футов может быть 100 Ом-метров. (дело здесь в том, чтобы проиллюстрировать концепцию: для правильной интерпретации данных необходимы предварительно вычисленные кривые или компьютерное программное обеспечение). То же самое справедливо и для больших расстояний между штифтами. Самые мелкие показания используются снова и снова для определения фактического удельного сопротивления на глубине.

Небольшие показания глубины 6 дюймов, 1 фут, 1,5 фута, 2 фута и 2,5 фута важны для проектирования заземления, поскольку заземляющие проводники обычно прокладываются на глубине от 1,5 до 2,5 футов ниже поверхности земли. Чтобы точно рассчитать, как эти проводники будут работать на этих глубинах, необходимо снять показания неглубокого грунта. Эти неглубокие показания становятся еще более важными, когда инженеры рассчитывают повышение потенциала заземления, напряжения прикосновения и шаговые напряжения.

Крайне важно, чтобы измерительные зонды и токоизмерительные зонды были погружены в землю на надлежащую глубину для получения показаний удельного сопротивления неглубокого грунта. Если зонды вбиты слишком глубоко, определение удельного сопротивления неглубокого грунта может оказаться затруднительным. Эмпирическое правило заключается в том, что глубина проникновения потенциальных щупов не должна превышать 10 % расстояния между выводами, тогда как токовые щупы не должны проникать более чем на 30 % расстояния между выводами.

Глубокие показания

Часто тип используемого измерителя определяет максимальную глубину или расстояние, которое можно считать. Общее правило заключается в том, что высокочастотные измерители удельного сопротивления грунта подходят для измерений с расстоянием между штырьками не более 100 футов, особенно в грунтах с низким удельным сопротивлением. Для большего расстояния между штырьками требуются низкочастотные измерители удельного сопротивления грунта. Они могут генерировать необходимое напряжение, необходимое для прохождения сигнала через почву на больших расстояниях, и обнаруживать слабый сигнал, свободный от наведенного напряжения от вводов тока.

Место измерения удельного сопротивления грунта

Испытание сопротивления грунта должно проводиться как можно ближе к предлагаемой системе заземления с учетом физических элементов, которые могут привести к ошибочным показаниям. Есть две (2) проблемы, которые могут привести к ухудшению качества показаний:

1. Электрические помехи, вызывающие нежелательные помехи сигнала, поступающие в счетчик.
2. Металлические предметы, «сокращающие» электрический путь от зонда к зонду. Эмпирическое правило заключается в том, что между измерительной траверсой и любыми параллельными заглубленными металлическими конструкциями должен сохраняться зазор, равный расстоянию между штифтами.

Очевидно, важно проводить испытания вблизи рассматриваемого объекта; однако это не всегда практично. У многих электроэнергетических компаний есть правила относительно того, насколько близким должно быть испытание на сопротивление почвы, чтобы оно было действительным. Геология района также играет роль в этом уравнении, поскольку только на небольшом расстоянии могут существовать совершенно разные почвенные условия.

Когда остается мало места или плохие условия для проведения надлежащего испытания удельного сопротивления грунта, следует использовать ближайшее доступное открытое поле с как можно более близкими геологическими условиями грунта.

Figure 3 Typical Test Record Sheet for Wenner Array Method

Spacing, a	Measured Value of Re	Resistivity, R = 2 π a Re
2
4
6