Czym jest penetrometr stożkowy dynamiczny (DCP)?

Definicja

Penetrometr stożkowy dynamiczny (DCP) to przenośne urządzenie, które mierzy, na jaką głębokość stożek zagłębia się w grunt lub niezwiązaną warstwę nawierzchni na jedno uderzenie młota. Operator wbija końcówkę stożka w grunt przesuwnym młotem i zapisuje głębokość po każdym uderzeniu albo po serii uderzeń. Wynikiem jest wskaźnik DCP w milimetrach na uderzenie. Niski wskaźnik oznacza mocny materiał.

Wyposażenie

Typowy DCP ma młot o masie 8 kg, który opada z wysokości 22,6 cala (około 575 mm) na pręt napędowy o średnicy 16 mm. Pręt kończy się stożkiem o kącie 60 stopni i średnicy podstawy 20 mm. ASTM D6951 dopuszcza też młot o masie 4,6 kg do gruntów miękkich. Przedłużki pręta zwiększają głębokość. Typowa głębokość badania sięga 1000 mm.

Od wskaźnika do wytrzymałości

Wykres wskaźnika DCP w funkcji głębokości pokazuje granice warstw jako zmiany nachylenia. FAA używa go do określenia grubości i sztywności podbudowy, podbudowy pomocniczej i podłoża.

Wskaźnik przelicza się na wskaźnik nośności CBR (California Bearing Ratio) za pomocą równania empirycznego. Dla większości gruntów CBR = 292 / DCP^1.12, przy wskaźniku w milimetrach na uderzenie. Istnieją równania dla konkretnych gruntów CL i CH. W projektach nawierzchni FAARFIELD FAA zaleca używanie wartości CBR z DCP razem z wartościami CBR laboratoryjnymi lub in situ. Opisują one sztywność gruntów podłoża.

Ograniczenia

• ASTM D6951 mówi, że DCP o masie 8 kg nie może być używany w materiałach silnie stabilizowanych lub związanych cementem. Nie może też być używany w materiale ziarnistym, w którym duży udział stanowi kruszywo powyżej 50 mm (2 cale).
• Terenowe CBR z DCP zwykle nie zgadza się z laboratoryjnym lub nasączonym CBR tego samego materiału.
• Badanie jest minimalnie destrukcyjne i daje wynik w jednym punkcie.

Zastosowanie na lotniskach

FAA AC 150/5320-6G wymienia DCP obok deflektometru z opadającym ciężarem, deflektometru z ciężkim ciężarem i georadaru jako badania podpowierzchniowe. Zaleca wykonywać badania DCP dla każdej warstwy gruntu podczas odwiertów gruntowych albo po pobraniu rdzeni z istniejącej nawierzchni. Normą jest ASTM D6951/D6951M.