Инженерная геология
Физико-механические свойства грунтов и оснований сооружений. Деформация горных пород над подземными горными выработками. Строительство на лессовых просадочных грунтах. Оседание земной поверхности при эксплуатации жидких и газообразных полезных ископаемых.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | курс лекций |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 14.05.2012 |
| Размер файла | 1,9 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СКАЛЬНЫХ ГРУНТОВ. ВОДНО - ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Скальные породы имеют малую общую пористость (менее 5 %) , полускальные - средней (5-20 %) или даже высокой (более 20 %) пористостью.
Трещиноватость можно характеризовать как дополнительную пористость, возникающую в породах в результате тектонических движений и экзогенных процессов (выветривание)
От размера, густоты, направления, характера, генетического типа трещин в большей степени зависят прочность, устойчивость и водопроницаемость основания будущего сооружения.
Скальные породы, как правило не влагоемкие, а полускальные - слабо и средневлагоемкие. Влагоемкие породы более подвержены морозному выветриванию и размягчению.
Водопоглощение - для плотных кристаллических пород менее 1%; для трещиноватых, туфогенных, пористых скальных и полу скальных пород может выражаться десятками процентов.
Водонасыщение ( принудительное ) - способность горной породы поглощать воду при избыточном давлении в 15-20 МПА или в вакууме. Чем выше коэффициент водонасыщения, тем больше доля свободных пор в породе и тем легче порода насыщается в водой, фильтрует, разрушается в результате морозного выветривания.
Для скальных пород фильтрация, движение воды через породу, возможно только по трещинам. Для других твердых пород фильтрация зависит от наличия и размеров всех видов открытых пустот: крупных пор, каверн, карстовых пустот, суффозионных проходов.
Под водопрочностью следует понимать способность твердых горных пород сохранять механическую прочность, устойчивость и целостность при взаимодействии с водой. Показателем водопрочности является коофициент размягчения Крз, учитывающий степень уменьшения механической прочности породы после насыщения ее водой.
К размягчаемым относятся породы Крз менее 0.75, они не могут выдержать давления на них, способны давать оползни, обвалы в крутых откосах, могут размываться текучей водой ( агреллиты, мергели, известняки, сланцы, засоленные породы)
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СКАЛЬНЫХ ГРУНТОВ
Напряжения, возникающие под действием прилагаемых внешних нагрузок, ведут к нарушению ее прочности и сплошности. В скальных породах деформации упругие. При росте напряжения возрастает деформация, которая при максимальном напряжении Рмакс приводит к разрушению горной породы ( см. рис) В этом случае горная порода ведет себя как всякое твердое тело, подчиняясь закону Гука : относительная деформация прямо пропорциональна напряжению.
При деформировании полускальных пород (мергель, мел) вначале деформация возрастает пропорционально напряжению, однако после достижения предела пропорциональности Рпр наступает не разрушение, а смятие или так называемое пластическое течение породы, что выражается в появлении трещин, изменению форм образца (см. рис 2).
Это напряжение соответствует пределу текучести Rт и в некоторых случаях деформация может нарастать без увеличения напряжения т.е. при Р=const ( ползучесть). Явление ползучести характеризует прочность породы во времени т.к. ползучесть обязательно заканчивается разрешением (см.точку Рз=Rz ) таким образом предел прочности твердых пород оценивается максимальной нагрузкой, приложенной к образцу горной породы в момент его разрушения (потеря сплошности)
Rz=Pmax\ F
F - площадь образца, см
Pma- внешняя нагрузка, Н
Rz-временное сопротивление сжатию или предел прочности, МПА
На прочность горных пород влияет: минеральный состав, характер внутренних связей, трещиноватость, степень выветрелости, степень размягчаемости. Наименьшей прочностью обладают размягчаемые породы.
К показателям деформируемости твердых горных пород относятся:
Модуль упругости Еу и модуль общей деформации Ео определяют величину напряжений, вызвавших единичную относительную деформацию породы в результате приложения внешней нагрузки.
Коэффициент Пуассона (поперечной деформации) определяет, в какой мере происходит изменение объема грунта в процессе деформации и зависит от минералогического состава грунта, пористости и трещиноватости.
Коэффициент бокового давления (коэффициент распора) учитывает часть вертикальной нагрузки, передающейся в стороны.
ИНЖЕНЕРНО - ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИСПЕРСНЫХ ГРУНТОВ
Дисперсные грунты. В этот класс входят только осадочные горные породы. Класс разделяется на две группы-связных и несвязных грунтов. Для этих грунтов характерны механические и водно-коллоидные структурные связи. Связные грунты делятся на три типа - минеральные (глинистые образования), органо-минеральные (илы, сапропели) и органические (торфы). Несвязанные грунты представлены песками и крупнообломочными породами (гравий, щебень) В основу разновидностей грунтов положены плотность, засоленность, гранулометрический состав и др. показатели.
Пылеватые и непылеватые, глинистые грунты и лессовые породы в большинстве случаев являются основаниями сооружений и являются дисперсными т.е. раздробленными, состоящими из мелких частиц. В дисперсных грунтах наблюдается тесное взаимодействие твердой, жидкой и газообразной фаз. В зависимости от условий существования грунта значение этих фаз меняется и вместе с тем меняются физико - механические свойства грунтов.
Для связных грунтов вследствие их анизотропности коэффициенты фильтрации в горизонтальном и вертикальном направлениях могут существенно отличаться. Особенно в грунтах неоднородных по своему строению - лессовых суглинках, ленточных глинах, торфах. При исследовании таких грунтов необходимо определять их водопроницаемость как в горизонтальном, так и вертикальном направлениях.
Глинистые грунты характеризуются вводно-коллоидными связями, которые обеспечивают первичное сцепление на начальных этапах превращения глинистого осадка в породу. На более поздних стадиях появляются цементные связи и соответствующее им сцепление упрочнения, которое постепенно переводит породу из ряда высокодисперсных систем в породы типа глинистых сланцев, аргиллитов.
Плотность глинистых грунтов изменяется от 2.53 - 2.85 г./см и зависит от минерального состава и органических примесей, а так же от влажности и степени уплотненности в природном залегании. Четвертичные глины морского, речного и ветрового происхождения имеют плотность 1.6 - 1.85 г/см; плотность скелета 1.35 - 1.55 г\см, а пористость 35 45 % . В порах глинистых грунтов кроме воздуха и воды может содержаться органический перегной гумус. В таких случаях эти грунты называются почвами и в них увеличивается влагоемкость, пластичность, сжатие под нагрузками.
Вода и ее количество предают грунтам ряд специфических (характерных) свойств: пластичность, липкость, набухание, усадка и размокание.
Угол внутреннего трения и сцепление С в значительной степени зависят от состояния влажности и пористости грунтов. Так, при мягкопластичном состоянии глины могут иметь угол не более 5-10, туггопластичные 15- 35.
Пылеватые глинистые грунты у которых , у которых пылеватых частиц больше, чем песчаных и которые обладают недоуплотненой структурой с очень водонеустойчивыми связями называют лессовыми. Особенностью лессовых грунтов является их просадочность.
Илы, сапропели заторфированные грунты относятся к органоминеральным грунтам. Все грунты высокопористы и водонасыщены. В их составе: 1) песчано-пылевато-глинистые частицы 2) органический минерал 3) вода - в большом колдичестве. Ил - водонасыщенный современный осадок водоемов, образовавшийсяпри наличии микробиологических процессов, имеющий влажность на границе текучести, и коэффицент пористости более 0.9. Для илов характерны структуры с коагуляционными связями, отличающиеся значительной пористостью (50-80 %), высокой влажностью, низкой прочностью, с хорошо выраженной тиксотропией и ползучестью минерального скелета. Водопроницаемость илов весьма мала т.к. в порах грунта присутствуют газы биохимической природы, так называемые защемленные газы. Механические свойства илов характеризуются их высокой сжимаемостью. Модуль общей деформации для них менее 4 МПА, коэффициент сжимаемости а=0.005-0.001 МПА. Сопротивление сдвигу у илов мало 0.0002-0.0007 МПА. Илы относятся к слабым грунтам строительство на которых возможно лишь с применением методов технической мелиорации.
Сапропель - пресноводный ил, образовавшийся при саморазложении органических остатков на дне застойных водоемов - озер. Сапропель при передаче на него давления способен вытекать из-под фундамента или отжиматься в стороны, если давление передается через слой торфа. При динамической нагрузке легко разжижается, при высыхании дает усадку и твердеет.
Торфы и заторфированные грунты - это грунты, образованные в болотах в результате накопления и разложения растительных осадков и содержащие минеральные примеси. Абсолютная влажность торфа может достигать 800-1000%, что указывает на его исключительно высокую влагоемкость. Плотность частиц от 1.4-1.8 г/см, плотность грунта то 0.7 до 1.4 г/см. В сухом состоянии торф может плавать на поверхности воды, т. к. плотность сухого грунта составляет 0.2-0.4 г/см. Торф обладает большой сжимаемостью, поэтому несущая способность у торфа низкая. Водопроницаемость торфа зависит от степени его разложения. Так, неразложившийся торф имеет коэффициент фильтрации, измеряющийся метрами в сутки, а хорошо разложившийся торф практически водонепроницаем и его Кф близкий к Кф глин. С инженерно-геологической точки зрения торфы относятся к слабым, к сильно и неравномерно деформируемым грунтам, обладающим очень изменчивыми свойствами, неблагоприятными для строительства.
Засоленными называются грунты, содержащие солевые включения в количестве. Влияющем на их физико-механические свойства. Они характеризуются степенью засоленности, под которой, в соответствии с ГОСТом 25100-95, понимается содержание легко и среднерастворимых солей в % от массы абсолютно сухого грунта. К легко растворимым солям относятся хлориды, бикарбонаты, карбонат натрия, сульфаты; к среднерастворимым гипс и ангидрит. Присутствие солей в грунтах приводит к изменению их прочности, сжимаемости, водопроницаемости, размокания, набухания, угла естественного откоса, липкости. При водонасыщении и увлажнении засоленные грунты теряют прочность, проявляют дополнительные суффозионные деформации, набухание, просадку и повышают агрессивность подземных вод. Растворенные компоненты выносятся водой в случае его фильтрационного движения, а в случае затрудненного оттока переходят а поровый раствор. Кроме того, в лессовых породах суффозионные процессы, в особенности на склонах, могут привести к образованию пустот и пещер. Это явление носит название лессовый карст, который может выражаться на поверхности земли в виде суффозионно-провальных воронок.
Основными типами засоленных грунтов являются солончаки - формируются в пониженных формах рельефа с близким к поверхности залеганием уровня грунтовых вод; Солонцы - формируются на более высоких отметках местности и располагаются как в поверхностных так и в более глубоких гори зонтах, такыры представляют собой значительные площади глинистых грунтов с малой влажностью, твердой консистенцией, легко размокают и обладают большой липкостью.
ПРОСАДОЧНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ЛЕССОВЫХ ГРУНТАХ
Лессовые породы занимают большие площади территории России, залегая на различных геоморфологических элементах земной поверхности. Сплошным покровом лессовые породы располагаются в центральных и южных районах, на Западно-Сибирской низменности. Лессовые породы отсутствуют в поймах речных долин и на молодых террасах рек. Широкое распространение лессовые образования имеют на предгорных и горных равнинах (Предкавказье, склоны Северного Кавказа, Предалтайская равнина, склоны Алтая и др.).
Толщина лессовых отложений колеблется от нескольких до десятков метров, а в отдельных случаях даже более 100 м (Восточное Предкавказье). Наиболее распространенная толщина лессовых отложений 10--25 м, максимальная встречается, как на водоразделах, так и в понижениях рельефа.
Лессовые породы представлены суглинками, реже -- супесями. Среди них различают лесс (первичное образование) и лессовидные суглинки (переотложенные первичные образования). Гранулометрический состав их нередко бывает сходным, поэтому в строительном деле целесообразно пользоваться единым названием «лессовые грунты», подразделяя их по гранулометрическому составу на супеси, суглинки, глины. Для лессов типична однородность. Лессовидные суглинки обычно слоисты и могут содержать обломки различных пород.
Лессовые грунты бывают палевой, палево-желтой или желто-бурой окраски. Для них характерны следующие особенности: способность сохранять вертикальные откосы в сухом состоянии, быстро размокать в воде, высокая пылеватость (содержание фракции 0,05--0,005 мм более 50 % при небольшом количестве глинистых частиц), невысокая природная влажность (до 15--17 %); пористая структура (более 40 %) с сетью крупных и мелких пор, высокая карбонатность, засоление легко водорастворимыми солями.
Природная влажность лессовых грунтов связана, в основном, с климатическими особенностями районов. В областях недостаточного увлажнения влажность составляет не более 10--12 % (Восточное Предкавказье и др.). В более влажных районах она достигает 12--14 % и более.
Для лессовых толщ характерна анизотропность фильтрационных свойств. Водопроницаемость лессовых пород по вертикали нередко в 5--10 раз превышает значения водопроницаемости по горизонтали. При поступлении воды в лессовые толщи образуются скопления верховодок (или грунтовых вод) куполообразного залегания. Такая форма подземных вод в настоящее время свойственна многим участкам, где постоянно происходят утечки промышленно бытовых вод (Ростов-на-Дону, Таганрог и др.) Изменение влажности лессовых грунтов серьезно сказывается на сжимаемости, просадочности и сопротивлении сдвигу грунтов.
Среди лессовых пород по характеру влияния на них увлажнения различают: набухающие, непросадочные, просадочные.
Набухающие лессовые породы встречаются редко. Обычно эти плотные и наиболее глинистые разновидности с содержанием в составе фракции менее 0,005 мм гидрофильных минералов типа монтмориллонита. Величина набухания структурных образований достигает 1--3%, реже-- 5--7%.
Непросадочные лессовые породы при замачивании и приложении нагрузок просадочных свойств не проявляют. Такие породы свойственны пониженным частям рельефа и наиболее северным районам распространения лессовых отложений. Непросадочными также являются нижние части лессовых толщ и участки, ранее претерпевшие значительное обводнение.
Просадочность -- явление, характерное для многих лессовых пород. На рис. 131 показан наиболее характерный случай геологического строения лессовой толщи, в верхней части которой залегают грунты, обладающие просадочными свойствами. Просадка связана с воздействием воды на структуру пород с последующим ее разрушением и уплотнением под весом самой породы или при суммарном давлении собственного веса и веса объекта. Уплотнение пород приводит к опусканию поверхности земли в местах замачивания водой.
Рис. 131 1- здание; 2- породы просадочные; 3 - то же непросадочные; 4 грунтовая вода; 5- участок, где появилась просадка
Форма опускания зависит от особенностей источника замачивания. При точечных источниках (прорыв водопроводной сети, канализации и т. д.) образуются блюдцеобразные понижения. Инфильтрация воды через траншеи и каналы приводит к продольным оседаниям поверхности. Площадные источники замачивания, в том числе и при поднятии уровня подземных вод, приводят к понижению поверхности на значительных территориях.
Вследствие опускания поверхности земли здания и сооружения претерпевают деформации, характер и размер которых определяется величинами просадок S, (рис. 133). Величина оседания поверхности (величина просадки) может быть различной и колеблется от нескольких до десятков сантиметров, что зависит от особенностей замачивания толщи.
Например, в Ростове-на-Дону просадка может составить 15--20 см, а в районе Терско-Кумской оросительной системы на Северном Кавказе --100-- 150 см.
Рис. 133. Деформация здания (схема) на лессовых грунтах в результате просадки: 1-- здание; 2 -- лессовый грунт; S -- величина просадки
Структура лессовых грунтов по своей прочности неодинакова рис.134. В одних случаях просадка происходит в основном в пределах деформируемой зоны основания от давления фундамента или другого вида внешней нагрузки, а просадка от собственного веса грунта отсутствует или не превышает 5 см.. Такие породы относят к I типу по просадочности. Грунты II типа просадочности, когда просадка возникает от собственного веса грунта просадочной толщи (в основном нижней ее части) и ее величина превышает 5см.
Рис. 134. Соотношение мощности просадочных и непросадочных грунтов в лессовых толщах I и II типа: П- грунты просадочные; Н-- то же непросадочные
Важное значение в проявлении просадочного процесса имеет структурная прочность лессовых грунтов. При слабых и легко водорастворимых структурных связях просадка возникает через несколько часов, что характерно для фунтов I типа. Структуры фунтов I типа обычно более прочные. Кроме длительного, в течение ряда дней, воздействия водой для их разрушения необходимо более высокое давление (собственный вес грунта и вес здания, стоящего на нем). Из этого следует, что просадочный процесс возникает лишь при некотором для данного грунта давлении. Это давление назвали начальным просадочным давлением (PSL). Для пород I типа оно составляет 0,13--0,2 МПа, для II типа --0,08--0,12 МПа. Значение начального просадочного давления определяет деформируемые зоны в лессовой просадочной толще. В этих зонах происходит просадочное уплотнение пород. На рис. 135 показано, где образуются деформируемые зоны в породах I и II типа. В первом случае просадочная деформация возникает под фундаментом в зоне I Во втором случае, кроме зоны 1, просадка возникает еще в зоне 3, где она проявляется под действием собственного веса породы. В ряде случаев зона 2 вообще отсутствует и зона 1 сливается с зоной 3.
Рис. 135. Деформационные зоны в просадочных породах I и II типа: Ф фундамент; 1 -- верхняя деформируемая зона; 2 -- переходная зона; 3 -- нижняя деформируемая зона; П -- породы просадочные; Н --то же, непросадочные
За количественную характеристику просадочности принимают величину относительной просадочности грунта Еsl, которую определяют в лаборатории по отдельным образцам, взятым из лессовой толщи. Образцы отбирают через 1 м или из различных слоев породы с сохранением структуры и природной влажности. Величины Еsl получают по результатам лабораторных компрессионных испытаний
Esl = h - h1 \ h0
где h-- высота образца с природной влажностью при заданном давлении; h1 -- высота образца после просадки в результате замачивания при том же давлении; hо--высота образца грунта при давлении, равном природному.
Начальное просадочное давление Рпр - минимальное давление, при котором проявляется просадочность в условиях полного водонасыщения грунта. При лабораторных исследованиях за Рпр принимают такое давление, при котором относительная просадочность равна 0.01
При значениях ESl более 0,01 породу относят к просадочной. По величине ESL отдельных образцов определяют общую величину просадки Sпр данной лессовой толщи.
В полевых условиях величину Snp определяют методом штампа, который размешают на глубине подошвы будущего фундамента и передают на него необходимое давление и замачивают породу. Такого типа определения дают наиболее точные результаты.
Тип грунтовых условий (I или II) устанавливают на основе лабораторных испытаний по расчетной величине Snp, но более точные результаты можно получить лишь в полевых условиях путем замачивания лессовых толщ в опытных котлованах и наблюдением за просадкой по реперам
При определении величины просадочной деформации грунта не следует забывать об осадке. Под весом сооружения грунт несколько уплотняется, происходит осадка сооружения. Величина осадки в значительной степени зависит от природной влажности грунта--чем больше влажность грунта, тем больше он сжимается и тем больше величина осадки. Просадка проявляется уже как дополнительное к осадке уплотнение. Таким образом , деформация грунта складывается из «осадки -- просадки». Для конкретных условий эта величина обычно постоянная. Соотношение между осадкой и просадкой может меняться. В более сухих грунтах осадка будет уменьшаться, а просадка возрастать, и наоборот.
Строительство на лессовых просадочных грунтах. В состоянии природной влажности и ненарушенной структуры лессовые грунты являются достаточно устойчивым основанием. Однако потенциальная возможность проявления просадки, что приводит к деформациям сооружений, требует осуществления различного рода мероприятий. Все мероприятия подразделяются на три группы:
1) водозащитные - отвод поверхностных вод, гидроизоляцию поверхности земли, устранению утечек воды из водопровода,
2) конструктивные - приспособление объекта к различным неравномерным осадкам, повышение жесткости стен, армирование зданий поясами, применение свайных, а так же уширенных фундаментов, передающих давление на грунт меньше чем Р. Маломощные просадочные грунты Н прорезаются глубокими фундаментами, в том числе свайными
3) устраняющие просадочные свойства пород-поверхностное уплотнение трамбовкой, замачиванием через скважины с последующим взрывом под водой.
ИНЖЕНЕРНО - ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕСВЯЗНЫХ ГРУНТОВ
Песчаные грунты сложены угловатыми и окатанными обломками минералов, размером от 2 до 0,05 мм. Основная масса песков состоит из кварца и полевых шпатов. В качестве примесей всегда присутствуют другие минералы -- силикаты, глинистые и т. д. Пески на поверхности земли имеют широкое распространение, как на суше (речные и озерные пески), так и в морях (морские пески). Морские пески занимают большие площади, имеют многометровую мощность, чаще всего хорошо отсортированы по крупности частиц, нередко бывают мономинеральными, например, чисто кварцевыми. Речные пески (аллювиальные) всегда локальны по площади распространения, маломощны, поли минеральны, не отсортированы, нередко имеют примесь глинистых частиц и гумуса. Еще более разнообразны по своему залеганию и составу пролювиальные (предгорные) пески. Для них типично переслаивание песков с различной крупностью частиц. По форме залегания это прослои и линзы среди крупнообломочных грунтов.
Пески представляют собой массу частиц с механическими связями. Все дисперсные грунты состоят из частиц одной или, чаще всего нескольких фракций. Под фракцией понимается группа частиц определенного размера, обладающих некоторыми достаточно постоянными общими физическими свойствами. Под гранулометрическим составом понимается количественное соотношение различных фракций в дисперсных породах, т.е. гранулометрический состав показывает, какого размера частицы и в каком количестве содержатся в той или иной породе. Его определение ведется ситовым методом или отмучиванием. Содержание фракций при этом выражается в % по отношению к массе высушенного образца. Гранулометрический состав изображается в виде графика, по которому можно судить об однородности породы по крупности частиц. По крупности частиц пески разделяют на гравелистые, крупно-, средне- и мелкозернистые, пылеватые. На свойства песков влияют не только крупность и минеральный состав частиц, но и однородность их грансостава, от которого зависит их плотность сжимаемость, водопроницаемость.
Пористость песков в рыхлом состоянии около 47 %, а в плотном--до 37%- Чем мельче песок, тем выше пористость, тем меньше поры по размеру, отсюда и фильтрационная способность песков уменьшается с уменьшением размеров его частиц. Рыхлое сложение легко переходит в плотное при водонасыщении, вибрации и динамических воздействиях. Плотность песков оценивается по значению коэффициента пористости е: плотное сложение (е < 0,60), средней плотности и рыхлое (е > 0,75). В табл. 22 и 23 показаны нормативные характеристики песков четвертичного возраста.
Нормативные значения С, кПа, ф, град и Е, МПа, песков четвертичного возраста
Таблица 22
|
Пески по крупности зерен |
Характеристики |
Коэффициент пористости е, равный |
||||
|
0,45 |
0,55 |
0,65 |
0,75 |
|||
|
Крупные |
С |
2 |
1 |
-- |
-- |
|
|
ф |
43 |
40 |
38 |
-- |
||
|
Е |
50 |
40 |
30 |
-- |
||
|
Средние |
С |
3 |
2 |
1 |
-- |
|
|
ф |
40 |
38 |
35 |
-- |
||
|
Е |
50 |
40 |
30 |
-- |
||
|
Мелкие |
С |
6 |
4 |
2 |
-- |
|
|
ф |
38 |
36 |
32 |
28 |
||
|
Е |
48 |
38 |
28 |
18 |
||
|
Пылеватые |
С |
8 |
6 |
4 |
2 |
|
|
ф |
36 |
34 |
30 |
26 |
||
|
Е |
39 |
28 |
18 |
11 |
За счет открытой пористости пески всегда водопроницаемы. В пылеватых песках кф не превышает 1 м/сут, в крупнозернистых --до 40--50 м/сут, а в гравелистых-- 80--100 м/сут. В плотном сложении пески хорошо воспринимают нагрузки и рассеивают напряжение в основаниях под фундаментами. Модуль деформации песков колеблется от 10 до 50 МПа и закономерно снижается от крупнозернистых к пылеватым разновидностям песков., сопротивление сдвигу -достаточно высокое ,за счет величины внутреннего трения , на которое влияет характер поверхности частиц, которая может быть ровной и неровной , бугорчатой, полированной, трещиноватой и т.д. При больших нагрузках угол внутреннего трения песков равен углу их естественного откоса. Крутизна естественных откосов зивисит от крупности песка - чем крупнее, тем больше угол внутреннего трения, а следовательно и угол естественного откоса т. е. возрастает сопротивление сдвигу. Но если через откосы фильтруется вода , то их прочность снижается на 20-30 %. Песчаные грунты являются надежными основаниями для фундаментов сооружений.
ПЛЫВУНЫ
Плывунами называют водонасыщенные рыхлые породы, обычно пески, которые при вскрытии различными горными выработками разжижаются, приходят в движение и ведут себя подобно тяжелой вязкой жидкости.
Плывунные свойства, кроме песков, при определенных условиях могут проявлять пылеватые суглинки, супеси, т.е. породы, обладающие значительной пористостью.
Основной причиной проявления у пород плывунных свойств является гидродинамическ ое давление поровой воды, которое создается в результате перепада (градиента) давления грунтовых вод при вскрытии котлована (траншей и т. д.). В связи с обычно малой водопроницаемостью плывунных пород гидравлический градиент вызывает фильтрационное давление на частицы породы, обуславливая их движение по направлению градиента или, иначе говоря, в сторону разгрузки, в котлован. Для определения критического значения градиента фильтрации Iкр, при котором порода переходит в плывунное состояние, рекомендуют формулу
Iкр = (р--1)(1--n)
где р -- плотность грунта; n -- пористость (в долях единицы).
В плывунном состоянии породы утрачивают всякие структурные связи. Частицы переходят во взвешенное состояние.
Интенсивность плывунных явлений в породах зависит от величины градиента, гранулометрического и минерального состава формы частиц, плотности породы и ряда других факторов.
Плывуны, находящиеся в покое, слабо отдают воду и мало водопроницаемы.
Плывуны разделяют на ложные (псевдоплывуны) и истинные.
Ложные плывуны --это грунты, не имеющие структурных связей, различные пески и гравелистые отложения, переходящие в плывунное состояние под действием гидродинамического давления потока подземных вод.. Коэффициент фильтрации достигает 1--2 м/сут и более. Частицы породы находятся во взвешенном состоянии. Трение между ними сводится к нулю. Пески этого вида плывунов очень легко оплывают. Плотность в безводном состоянии колеблется от 1,5 до 1,75 т/м3. Вода светлая или слабо мутная. Взвешивающее действие воды при определенных условиях проявляется также в песках некоторых морских побережий, образуя так называемые зыбучие пески. Под действием гидродинамического давления во взвешенное состояние могут переходить не только пески, но некоторые другие рыхлые породы.
Характерной особенностью ложных плывунов является довольно легкая отдача ими воды. При высыхании они образуют рыхлую или слабо сцементированную массу.
Истинные плывуны -- это породы с коагуляционными или смешанными связями в виде глинистых песков, а также супесей, суглинков. Структурные связи обусловлены присутствием глинистых (< 0,001 мм) частиц с высокими гидрофильными свойствами. Переход в плывунное состояние определяется невысоким гидродинамическим давлением и присутствием притягивающих к себе влагу (гидрофильных) глинистых частиц. Вокруг этих частиц формируются пленки связанной воды, что ослабляет структурное сцепление и уменьшает водопроницаемость пород.
Значения коэффициента фильтрации очень низкие и колеблются от 0,005 до 0,0001 см/с.
Плотность истинных плывунов в безводном состоянии равна 1,8-- 2,2 т/м3. Разжижение плывунов происходит при влажности меньшей полной влагоемкости. Глинистые частицы окрашивают воды в серовато-молочный цвет. При высыхании истинные плывуны вследствие склеивающего действия глинистых частиц образуют довольно сильно сцементированные массы. Характерной особенностью истинных плывунов является слабая отдача воды. Они «плывут» в основном за счет физически связанной воды.
В строительной практике важно определить способность породы переходить в плывунное состояние и вид плывуна. Это можно сделать по ряду внешних признаков и на основе лабораторных анализов.
Склонность породы переходить в плывунное состояние можно установить по величине водоотдачи, высокой пористости (более 43 %), по гидрофильности глинистых частиц и другим факторам. В полевых условиях способность к плывунности пород устанавливается по образованию в скважинах при бурении водопесчаных «пробок».
Можно также использовать некоторые внешние признаки. Так, истинный плывун в котлованах дает скопление волы в виде «цементного» молока. Песок, взятый из котлована, имеет вид маловлажного грунта, воду не отдает и постепенно оплывает в лепешку.
Плывуны осложняют строительство. Они создают большие трудности в проходке строительных выработок, стремясь заполнить выработанное пространство. При условии замкнутого пространства плывуны могут быть надежными основаниями, но создать такой контур трудно. Возможно выпирание плывунов из-под фундаментов, что вызывает оползни, провалы поверхности, деформацию зданий и сооружений. Открытый водоотлив из котлованов опасен появлением суффозии на окружающей территории. Опасна подрезка склона, дающая выход плывунам.
Примером может служить случай со 100-метровым трамплином на Воробьевых горах в Москве. После строительства трамплина строители начали подрезать грунт в нижней части склона, чтобы придать ему необходимую кривизну для безопасного приземления лыжников. Были вскрыты плывуны, которые стремительно заполнили выемку и затопили экскаватор и вызвали оседание откоса. Плывуны очень чувствительны к вибрации и динамическим ударам, даже на значительно удаленных расстояниях от места возмущения.
Борьба с плывунами сложна и не всегда принятые меры дают желаемые результаты. В таких случаях приходится отказываться от устройств котлованов и применять свайный вариант фундаментов или подошву фундамента не доводить до слоя плывунных пород. В выборе метода борьбы важнейшее значение имеет вид плывуна.
Все способы борьбы с плывунами можно разделить на 3 группы:
искусственное осушение плывунных пород в период строительства (открытая откачка воды из котлованов, иглофильтры и др.);
ограждение плывунов путем создания шпунтовых стен закрепление плывунов путем изменения их физических свойств (силикатизация, цементация, замораживание и т. д.).
Для ложных плывунов применимы все способы борьбы. В борьбе с истинными плывунами можно использовать лишь ограждение, замораживание и электрохимическое закрепление. При проходке подземных выработок используют повышенное давление, уравновешивающее давление воды плывуна.
Возможность осушения плывунов зависит от их коэффициента фильтрации. При кф > 1 м/сут откачку воды производят из скважин; при k < 1,0 - 0,2 м/сут следует использовать специальные установки -- иглофильтры, позволяющие произвести осушение до глубины 5 -- 6 м и при иглофильтрах особой конфигурации -- до 12-- 15 м и более. При кф < 0,2 м/сут иглофильтры применяют в сочетании с электродренажом.
Строительный котлован от плывуна можно оградить шпунтовой крепью, задача которой -- перерезать слой плывунной породы и принять на себя ее давление. Забивка деревянного шпунта ограничивается глубиной 6--8 м, металлического --20--25 м. При наличии галечников и прослоев плотных грунтов (мергели и др.) погрузить шпунт не удается.
Замораживание плывунов является временным и ненадежным мероприятием. Для этого используют или морозное время года, или специальные холодильные установки.
В зимнее время проходку котлованов проводят поэтапно, после каждого периода промораживания грунта на глубину 20 -- 30 см. Искусственное замораживание осуществляют вокруг котлована путем циркуляции в скважинах раствора СаС13, охлажденного до -- 20 -- 40 С. Это создает вокруг котлована зону замороженного водопроницаемого грунта.
Силикатизация -- нагнетание в плывуны жидкого стекла. Это возможно при достаточно высокой водопроницаемости плывунов (кф > 0,5 м/сут). Силикатизация требует больших затрат, но весьма эффективна.
ИНЖЕНЕРНО - ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ
Мерзлые грунты -имеют криогенные структурные связи , т.е. цементом грунтов является лед. Их часто именуют «криогенными» (криос --холод, лед). В состав класса входят практически все скальные, полускальные и связные грунты, находящиеся в условиях отрицательных температур. К этим трем группам добавляется группа ледяных грунтов в виде надземных и подземных льдов. Разновидности мерзлых грунтов оцениваются по льдистым (криогенным) структурам, засоленности, температурно-прочностным свойствам и др.
Мерзлые грунты в технической литературе. Мерзлое состояние фунтов, т. е. в условиях отрицательных температур, бывает временным и постоянным (вечным).
Временное мерзлое состояние. На территориях, где бывает зима с отрицательными температурами, фунты у поверхности земли промерзают. Это так называемая «сезонная» мерзлота. Скальные фунты при этом получают отрицательную температуру, а дисперсные и техногенные замерзают за счет перехода в порах грунтов жидкой воды в твердое состояние (лед). В скальных фунтах вода замерзает в трещинах и активно их разрушает за счет расклинивающего действия образующегося льда (увеличение объема льда достигает 9,1 %).
В процессе сезонного промерзания дисперсные связные и несвязные фунты за счет ледяного цемента приобретают повышенную прочность, несколько увеличивают объем и становятся водонепроницаемыми. Предел прочности при сжатии мерзлых суглинков и глин достигает 6 МПа и более, что создает большие трудности при механической разработке. При небольшой влажности, что может быть в песках, свойства фунтов при переходе от положительной к отрицательной температуре практически мало меняются.
В весеннее время года лед в фунтах растаивает. Дисперсные грунты теряют прочность, становятся водонасыщенными. Особенно сильно это сказывается на органоминеральных и органических грунтах, которые могут переходить в разжиженное состояние с весьма малой несущей способностью. Такие грунты могут выдавливаться из-под фундаментов сооружений.
В строительстве сезонное промерзание фунтов всегда учитывается, определяется глубина промерзания df, которая зависит от климата и литологических особенностей фунтов. Величина df колеблется от нескольких сантиметров до 2--3 м и определяется:
1. по карте СНиПа, где показывается среднее значение по каждой местности по расчетным формулам
2. по итогам многолетних наблюдений (более 10 лет) за глубиной промерзания в данной местности Искомое значение используют при проектировании зданий и сооружений
Вечная мерзлота в России занимает большие площади на севере Европейской территории, и особенно в Сибири, в многолетнемерзлом состоянии находятся фунты скальные, полускальные, дисперсные. К классу мерзлых грунтов относят также чистые льды, входящие в фунтовые толщи в виде прослоев и линз, также льды подземных пещер. Кроме России вечномерзлые фунты распространены на Аляске, в Гренландии, Северной Монголии.
В России территорию вечномерзлых фунтов делят на три зоны: сплошную; с таликом; островную Сплошная мерзлота занимает крайний север Сибири, мощность мерзлой толщи сотни метров, температура фунтов минус 7--12 ° С.
Зона с таликами располагается южнее. Отдельные участки зоны представляют собой талые фунты; мощность мерзлых толш 20--60 м при температуре 0,2--2 «С.
Зона островной мерзлоты занимает территорию юга Сибири; мерзлые фунты встречаются в виде отдельных участков; мощность толщ 10--30 м; температура от 0 до --0,3 «С
Вечномерзлая толща по вертикали разделяется на две части: 1) деятельный слой; 2) собственно мерзлая толща.
Деятельный слой-- это верхняя часть толщи вечной мерзлоты, которая в летний период оттаивает и замерзает зимой, т. е. в определенной мере это сезонная мерзлота. Мощность этого слоя зависит от климата и диалогического состава грунтов и колеблется от 0,3 до 4 м. На Севере мощность минимальная, на Юге -- наибольшая. В одном и том же месте в торфе или глине мощность слоя может быть 0,2--1 м, в то же время как в песках и гравии, имеющих открытые поры, 2--4 м.
Деятельные слои бывают двух видов: сливающиеся и несливающиеся. В первом случае деятельный слой в зимнее время полностью промерзает и сливается с вечной мерзлотой на которой лежит. При несливающимся деятельном слое между ними в вечномерзлой толщи остается слой незамерзшего грунта. ( рис )
Для решения инженерных задач важно знать мощность деятельного слоя. Эту мощность можно определить: а) при инженерно-геологических изысканиях;
б) по многолетним (более 10 лет) наблюдениям за данным районом;
в) расчетным способом, при котором учитывается тепловое влияние будущего здания или сооружения.
В деятельном слое располагается надмерзлотная вода (грунтовая), залегающая на вечной мерзлоте, как на водоупоре. Возведение различных сооружений в области вечной мерзлоты во многом зависит от характера деятельного слоя -- мощности, физических и физико-механических характеристик грунтов, поведения надмерзлой воды. С этим слоем связаны земляные работы и многие негативные процессы, приводящие к деформации объектов.
Вечномерзлая толща по своему строению бывает двух видов: 1) непрерывная, т. е. в виде сплошного массива из мерзлого грунта; 2) слоистая в виде чередования мерзлых слоев со слоями (прослоями) талых грунтов или чистого льда. Наличие талых грунтов связано с циркуляцией межмерзлотных (межпластовых) напорных подземных вод. В долинах рек Лены, Енисея и других мерзлота отсутствует. Это объясняется притоком тепла от речных вод. В южной зоне мерзлота постепенно оттаивает за счет теплого климата и в настоящее время сохраняется только на отдельных участках («островная» мерзлота). В мерзлых толщах очень часто содержится чистый лед (слои, прослои, линзы). Наибольшие мощности льда (до 20 м) отмечены на севере Сибири. Такой лед называется «погребенным».
В вечной мерзлоте присутствуют все виды грунтов. Грунты скального класса занимают незначительное место. Основную массу мерзлых толщ составляют дисперсные грунты (супеси, суглинки, глины, пески и т. По физическому состоянию вечномерзлые грунты разделяют на три вида:
1. твердомерзлые - сцементированный песок, который ведет себя как скальный грунт;
2. пластичномерзлые - сцементированные льдом глинистые грунты, которые содержат так же жидкую воду и могут сжиматься под нагрузкой
3. сыпучемерзлые - в виде песка, гравия, в которых обломки и частицы не сцементированы льдом и грунты находятся в рыхлом состоянии
Физико-механические свойства мерзлых грунтов существенно зависят от характера распределения в них льда и формы льда. Это обуславливает три текстуры мерзлых толщ:
1. массивная --лед в грунте распределен равномерно;
2.слоистая--лед кроме кристаллов присутствует в виде слоев {прослоев, линз)
3.сетчатая - слои и прослои льда пересекаются в разных направлениях
Грунты с сетчатой текстурой при оттаивании дают наибольшую осадку, чаще всего это водонасыщенные торфяные грунты. Наименьшую дают грунты с массивной текстурой.
Для вечномерзлых территорий характерен ряд криогенных процессов морозное пучение, бугры пучения, термокарст, солифлюкция и наледи.
Морозное пучение проявляется зимой в виде локальных поднятий дорожных одежд (на 0,2--0,5) в силу промерзания деятельного слоя. Весной грунт оттаивает и на месте пучения образуется яма.
Бугры пучения образуются в результате подъема промороженного деятельного слоя за счет давления снизу межпластовых напорных подземных вод. Бугор растет несколько лет и достигает больших размеров по высоте и ширине. После оттаивания бугров образуются небольшие западины или даже озера.
Термокарст представляет собой процесс вытаивания льда в мерзлой толще за счет поступления тепла с поверхности земли. В результате поверхность земли начинает проседать, а иногда просто образует провалы.
Солифлюкация -- оплывание оттаивающих в летнее время грунтов, которые залегают на обогреваемых солнцем склонах рельефа (с уклоном 7 -- 10). Оплывание происходит по мерзлым грунтам. При этом льдонасыщенные дисперсные грунты утрачивают структурные связи и переходят в вязкопластичное состояние.
Наледи представляют собой образование льда за счет прорыва на поверхность земли надмерзлотных (грунтовых) вод или выхода речных вод на свой ледяной покров. Вода заливает подвалы и здания разрушаются.
Возведение и эксплуатация объектов на территории вечной мерзлоты представляет собой сложную работу и осуществляется по специальным нормативам. При земляных работах приходится разрабатывать вечную мерзлоту, как скальный грунт. Поэтому при этом стремятся не делать выемок. Деформация зданий и сооружений связаны с оттаиванием вечно-мерзлых грунтов. В целом строительство в районах вечномерзлых грунтов осуществляется по трем принципам:
-без учета мерзлого состояния мерзлых грунтов, например, при наличии скального основания
при сохранении мерзлого состояния грунтов на весь период эксплуатации объекта
- с предварительным (до строительства) оттаиванием мерзлых грунтов и последующим их укреплением или заменой на другие грунты, например глинистые или щебеночные
Выбор варианта или их комплексное применение зависит от геологии строительной площадки, состава и состояния мерзлых грунтов, технических возможностей строительной организации.
Эксплуатация зданий и сооружений в районах вечной мерзлоты требует непрерывного контроля за состоянием грунтов оснований, постоянных профилактических и ремонтно-восстановительных работ.
Строительство на вечномерзлых грунтах : а -на скальном основании; б-с сохранением мерзлоты; в- с заменой мерзлого грунта на гравий; 1- деятельный слой 2-вечная мерзлота; 3-гравий 4- здания
СЕЙСМИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В ЛИТОСФЕРЕ
Сейсмические явления в литосфере - это результат упругих колебаний земной коры при этом сейсмические волны передают деформации, возникающие в горных породах на значительные расстояния.
Эти волны по виду деформации разделяются на продольные или волны сжатия- растяжения - колебание частиц породы совпадает с направлением движения волны и поперечные или волны сдвига, распространяются в направлении перпендикулярном к направлению движения продольных волн.
При встрече подземных упругих волн с поверхностью земли возникают поверхностные волны. Это волны силы тяжести, которые проводят к деформациям поверхности земли. Точка, в которой возникает сейсмический толчок, лежащая на некоторой глубине от поверхности, называется гипоцентром. Проекция гипоцентра на земную поверхность носит название эпицентром. Чем глубже залегает гипоцентр, тем большая площадь охватывается землетрясением, однако интенсивность его будет больше при близповерхностном положении очага землетрясения.
По происхождению различают 5 типов землетрясений: тектонические - вызванные тектоническими движениями земной коры, характеризуется широкой площадью распространения и высокой бальностью; вулканические имеют локальное распространение, но большой силой; денудационные - землетрясения обвального и провального характера, имеют локальный характер и невысокую бальность; техногенные - вызываются в результате взрывов для инженерных и строительных целей; морские (цунами) - связанны с поднятием морского дна и возникновением разрушительной морской силы волны.
На интенсивность землетрясений влияют следующие факторы: 1) в плотных породах скорость распространения сейсмического толчка больше, чем в рыхлых связных и несвязных грунтах, однако, его бальность, наоборот, возрастает в последних 2) территории сложенные плывунами, илами, заболоченными и обводненными грунтами, являются районами повышенной интенсивности землетрясений 3) геологические структуры и тектонические нарушение расположенные поперек движения сейсмических волн, могут уменьшать интенсивность землетрясений 4) отдельно стоящие и резкоочерченные формы рельефа (останцы, холмы, крутые склоны и овраги) могут повышать сейсмичность территории на 1 балл
В районах, где землетрясения не превышают 5 баллов, строительство ведется без учета сейсмичности. При 6 - 9 баллах проектирование и строительство ведется в соответствии со СНиП П-7-81.
Усиление сейсмической активности в связи с устройством водохранилищ.
Появление сейсмических толчков в сейсмически малоактивных районах и резкое оживление сейсмической деятельности в связи с постройкой и заполнением водохранилищ было впервые отмечено в 1935г. на реке Колорадо. Наиболее сильные точки совпадали с максимальными уровнями наполнения водохранилища. В дальнейшем исследования показали что и на других крупных водохранилищах мира Китае, Греции, Индии, Таджикистане была зафиксирована возбужденная сейсмичность. Основной причиной этих землетрясений является изменение режима давления порово-трещинных вод. Дополнительная нагрузка воды при заполнении водохранилища вызывает опускание его ложа, влияет на изменение порового давления в пластах и приводит к высвобождению сейсмической энергии, что вызывает землетрясение.
ДЕФОРМАЦИИ ГОРНЫХ ПОРОД НАД ПОДЗЕМНЫМИ ГОРНЫМИ ВЫРАБОТКАМИ
Горные породы в земной коре находятся в естественно напряженном состоянии, вызванном гравитационными силами. Проходка подземных горных выработок (туннелей, штолен, штреков и т. д.) вызывает в массиве пород перераспределение напряжений, причем на одних участках возникает повышенное сжатие, на других -- растягивающие силы.
При концентрации напряжений возникает горное давление, воздействующее на крепь подземных выработок. Горное давление можно понимать, как силу давления на крепь, вызванную движением горных пород в сторону выработки. Горное давление зависит от геологического строения массива и свойств пород, глубины заложения и особенностей самой выработки. Оно колеблется от 0 до 1200 МПа.
Горное давление приводит к ряду инженерно-геологических явлений, возникающих вокруг подземных выработок и на поверхности земли, -- горные удары, выбросы пород, пучение, обрушение, сдвижение массива пород и т. д. Эти явления развиты не только на обширных пространствах горно-промышленных районов, таких как Донбасс, Урал, Кузбасс, где добывают полезные ископаемые подземным способом. Они могут возникать в городах и рабочих поселках, где в строительных целях выполняют различные подземные выработки типа тоннелей, коллекторов, штолен и других подземных сооружений.
Сдвижение горных пород.
Наиболее крупные деформации зданий и сооружений возникают при сдвижении массивов горных пород. Под сдвижением обычно понимают деформацию пород, залегающих непосредственно над горными выработками (или выработанными пространствами). На этом участке в массиве происходит изгиб пластов или беспорядочное обрушение пород, а поверхность земли искривляется и опускается вместе с сооружениями.
Участок земной поверхности, подвергшийся сдвижению, называют мульдой сдвижения.
Развитие процессов сдвижения зависит от свойств пород, слагающих толщу над горной выработкой, и прежде всего от их прочности и способности к пластическим деформациям. В таких прочных, но непластичных породах как песчаники, известняки, конгломераты, сдвижение происходит при значительной выработке пространства по площади, но зато оно будет развиваться быстро в форме обрушения с образованием трещин и провалов на земной поверхности. В пластичных породах (глины, глинистые сланцы, аргиллиты) сдвижение начинается при значительно меньших размерах выработанного пространства. На поверхности земли это выражается в виде постепенного плавного прогибания, причем длительное время без каких-либо трещин на поверхности земли.
Значительную роль в формировании мульды играет чередование слоев. Например, если пластичные породы подстилают жесткие, прочные, то явление будет таким же, как если бы вся толща состояла из непластичных пород. Если пластичные породы будут подстилаться прочными породами, то деформации поверхности будут плавными. Существенную роль играет трещиноватость, которая ускоряет процесс сдвижения, облегчая перемещение пластов и блоков пород в вертикальном
Величина осадки поверхности земли в пределах мульды различна и составляет 0,1--0,9 (чаще 0,6--0,7) от мощности разрабатываемого пласта или высоты подземной выработки. Глубина центральной части мульды сдвижения колеблется от долей метрадо 1 --2 м. Так, в Донбассе при пологом залегании пластов каменного угля осадка составляет 50--60 % мощности пласта, т. е. при пласте в 1 м осадка поверхности земли достигает 50--60 см, а при наклонных пластах с углом падения больше 45° -- 30--50%.
Размер площади мульды превышает размер выработанного пространства. Это связано с подвижкой пород не только над выработкой, но и в сторону от нее под некоторым углом, который получил название угла сдвижения (рис. 138). Его величина зависит от состава и состояния пород.
Мульда сдвижения грунтов: 1-нормальная поверхность земли; 2-поверхность мульды; 3-деформирующейся массив пород; 4-подземная выработка; угол сдвижения
Для коренных пород Донбасса, например, при горизонтальном положении пластов угол составляет 85 °, для четвертичных наносов -- 60°.
Величину осадки поверхности земли (прогиба мульды), площадь мульды и наклон ее бортов определяют расчетным путем и специальными наблюдениями с помощью инструментов и реперов. Скорость оседания земной поверхности зависит от соотношения глубины залегания и мощности разрабатываемого пласта. (при глубине залегания выработки 100м средняя скорость осадки 16 м\сут
Провалы поверхности земли образуются в результате обрушения грунтов в горные выработки. Размеры провалов различны. Наиболее значительные провалы характерны для крутозалегающих пластов. В Кузбассе такие провалы тянутся на десятки километров по простиранию крутозалегающих пластов.
При возведении сооружений в районах подземных выработанных пространств необходимо учитывать возможность возникновения мульды сдвижения, так как наклон, искривление и оседание земной поверхности обусловливает деформации и даже разрушение наземных сооружений. В центральной части мульды осадки зданий происходят более или менее равномерно. На этом участке деформации проявляются в меньшей степени. На окраинах мульды, где наклон и искривление земной поверхности велики, здания подвергаются неравномерным осадкам и значительно деформируются (рис.). Высокие сооружения (башни, трубы и т. д.) при этом получают опасный крен (рис. 140).
Подобные документы
Значение инженерной геологии для проектирования и строительства. Задачи, решаемые этой наукой. Происхождение, минералогический и химический составы, структура, текстура и условия залегания. Основные физико-механические показатели свойств горных пород.
контрольная работа [260,9 K], добавлен 14.07.2010Инженерная геология в проектировании и строительстве промышленно-гражданских сооружений и их эксплуатации. Показатели физических свойств грунтов, их единицы измерения. Грунтовые воды. Закон Дарси, коэффициент фильтрации. Трещинные подземные воды.
контрольная работа [129,0 K], добавлен 18.03.2008Обоснование роли инженерной геологии для строительства железных дорог и их эксплуатации. Анализ физико-механических свойств горных пород, необходимых для проектирования и строительства. Методы определения абсолютного и относительного возраста пород.
контрольная работа [1,8 M], добавлен 26.04.2010Предельные абсолютные и относительные деформации пучения фундамента. Физико-механические характеристики мерзлых грунтов. Классификация мёрзлых грунтов по гранулометрическому составу, льдистости и засоленности. Свойства просадочных грунтов лёссовых пород.
курсовая работа [558,0 K], добавлен 07.06.2009Значение инженерной геологии для строительства. Физико-механические свойства горных пород. Суть процессов внешней динамики Земли (экзогенных процессов). Классификация подземных вод, основной закон фильтрации. Методы инженерно-геологических исследований.
контрольная работа [1,5 M], добавлен 26.07.2010Особенности геологических карт, которые показывают распространение на земной поверхности выходов горных пород, различающихся по возрасту, происхождению и условиям залегания. Приток подземных вод к водозаборным сооружениям. Механические свойства грунтов.
реферат [27,4 K], добавлен 04.03.2011Геология как наука, объекты исследований и ее научные направления. Геологические процессы, формирующие рельеф земной поверхности. Месторождение полезных ископаемых, классификация их по применению в народном хозяйстве. Руды черных и легированных металлов.
контрольная работа [23,0 K], добавлен 20.01.2011Сущность понятия "инженерная геология". Минерал мусковит и порода сенит-порфит, супесь, мел. Условия образования и строительные свойства грунтовых отложений. Процесс просадки леса и обвала, возможные защитные мероприятия. Классификация подземных вод.
контрольная работа [59,7 K], добавлен 23.04.2010Состав и строение грунтов, типы просадки. Методы устранение просадочности лессовых грунтов. Лессовые просадочные грунты западной Сибири. Изменения физико-механических характеристик лессовых грунтов г. Барнаула в зависимости от сроков эксплуатации зданий.
реферат [633,7 K], добавлен 02.10.2013Геология - система знаний о вещественном составе, строении, происхождения и эволюции геологических тел и размещении полезных ископаемых. Связь геологии с другими науками. Геологическая съемка - изучение естественных и искусственных обнажений горных пород.
лекция [159,5 K], добавлен 03.06.2010
