Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Физико-механические свойства.

Читайте также:
  1. Высокие теплоизоляционные свойства.
  2. Гистологическая ткань. Определение. Классификация. Понятие о клеточных популяциях. Стволовые клетки и их свойства.
  3. Грунты и их технологические свойства. Определение объемов земляных работ.
  4. Исследования товара о его свойства.
  5. Легированные стали. Основные легирующие элементы в сталях, их влияние на структуру и свойства. Промышленные стали. Их назначение, требуемые свойства, термическая обработка.
  6. ОСНОВНЫЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРОЦЕСС БУРЕНИЯ.
  7. Свойства.

Лекция № 7

Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. Проектирование фундаментов в условиях вечномерзлых и мерзлых грунтов. Физико-механические свойства мерзлых грунтов. Основные принципы проектирования фундаментов на вечномерзлых грунтах.

Вечномерзлые грунты распространены на Севере Европейской части, вдоль Западной и Восточной границ и на Дальнем Востоке в Хабаровске, вдоль транссибирской магистрали и занимают 49,8% 50%.

Рисунок 7.1. Карта распространения вечномерзлых пород и грунтов на территории России

Грунты, которые в условиях природного залегания, находятся в мерзлом состоянии непрерывно (без оттаивания) в течение нескольких лет (обычно столетий и даже сотни тысяч лет), называются вечномерзлыми грунтами.

Грунты, имеющие отрицательную температуру и содержащие в своем составе лед, называются мерзлыми грунтами.

У мерзлых грунтов часть поровой воды находится в замерзшем состоянии в виде кристаллов льда (вместо воды – лед).

 

Рисунок 7.2. Прослои льда в грунте

Вечномерзлые грунты могут располагаться слоями от нескольких метров до 400м.

Рисунок 7.3. Мощность «вечной мерзлоты»:

а - Чита, б - Воркута: в - Верхоянск; г - Якутск; д - Вилюй

Характер вечномерзлых грунтов:

по глубине – может быть сплошное залегание, островное;

по температурному режиму:

- деградирующий (температура повышается столетиями → 00 С);

- прогрессирующий (температура снижается веками).

Рисунок 7.4. Кривые содержания незамерзшей воды Wнз в мерзлых грунтах в зависимости от величины их отрицательной температуры (-Ө): 1 – глина; 2 – суглинок; 3 – супесь; 4 - песок

Рисунок 7.5. Графики процесса замерзания грунта (а) и содержания незамерзшей воды при различных отрицательных температурах (б) для образцов

Вечномерзлые и мерзлые грунты обладают криогенной (морозной) текстурой.

Текстура – сложение, т.е. пространственное размещение и взаимное расположение частиц грунта и их агрегатов.

Структура – обусловливается структурными связями между минеральными частицами и их агрегатами, а также силами молекулярного воздействия между поровой водой и твердыми частицами.

По содержанию льда различают три вида криогенной текстуры:

монолитная текстура;

слоистая текстура;

сетчатая текстура.

Монолитная текстура:лед в порах придает высокую структурную прочность. Это так называемый ледцемент. Лед на глаз не видно, на свету он проявляется.

Механические свойства практически соответствуют свойствам скального грунта. Такой грунт обладает хрупким изломом. Монолитная текстура характерна для крупнообломочных, гравелистых и всех песков, кроме пылеватых.

Слоистая текстура: имеет отдельные включения, отдельные слои.

1 – ледяные включения в виде сплошных слоев и линз;

2 – элементы монолитной текстуры.

Рисунок 7.6. Слоистая текстура

Свойства : общее содержание льда значительно больше, чем при монолитной текстуре, деформация при оттаивании значительно выше, строительные качества обычно низкие. Монолитная текстура предпочтительнее.

Сетчатая текстура: большое присутствие льда- включения. Прочность при сетчатой текстуре ниже, чем при слоистой и тем более, чем при монолитной.



Рисунок 7.7. Сетчатая структура

Свойства:

1. прочность самая низкая;

2. содержание льда самое высокое;

3. значительные деформации при оттаивании;

В любом инженерно-геологическом разрезе в реальных условиях обычно наблюдается сочетание всех трех видов текстур с преобладанием одного из видов.

Рисунок 7.8. Морозные текстуры грунта

По характеру, вечномерзлые грунты могут находиться в твердомерзлом, пластично-мерзлом или сыпучемерзлом состояниях.

Твердомерзлые грунты – имеют низкую температуру и практически несжимаемы (Е > 100 МПа). К ним относятся песчаные и супесчаные грунты.

Пластично-мерзлые- имеют температуру, близкую

к 00 С, сцементированы льдом, но обладают вязкими свойствами. Содержат в большом количестве незамерзшую воду (связанную, пленочную), (Е < 100 МПа). К ним относят в основном глинистые грунты и тяжелые суглинки.

Загрузка...

Сыпучемерзлые – к ним относятся грунты, имеющие отрицательную температуру, но не сцементированные льдом, рыхлые и сыпучие маловлажные грунты в талом состоянии. Такими грунтами являются пески, гравелистые и крупнообломочные грунты.

Наихудшими свойствами обладают пластично-мерзлые грунты т.к. они переходят в талое состояние и, в связи с этим, недостаточно прочные.

Твердомерзлые – прочные и мало-сжимаемые.

Сыпучемерзлые – в твердом состоянии имеют такие же свойства, как и в талом.

Деятельный слой - это поверхностный слой грунта, промерзающий зимой и оттаивающий летом. Он может быть сливающимся, когда грунт промерзает до верхней границы слоя вечномерзлого грунта и не сливающимся, когда грунт зимой не промерзает до границы вечномерзлого грунта.

Перелёток - слой мерзлого грунта небольшой толщины, не оттаивающий в течение 1-2 лет. Перелёток образуются при наступлении периодов с температурой ниже среднегодовой или вследствие временного изменения местных условий (холодное лето).

Рисунок 7.9. Схемы расположения слоев грунта: 1 – деятельный слой (слой сезонного промерзания и оттаивания); 2 – перелеток; 3 – талый грунт; 4 – вечномерзлый грунт; 5 – слой талого грунта, не промерзающего зимой

При наличии подземных вод всех видов создаются условия для образования грунтовых наледей.

 

Рисунок 7.10. Схема образования грунтовой наледи на склоне местности: 1 – промерзший слой грунта; 2 – водоносный непромерзший слой; 3 –перемещающиеся по склону грунтовые воды; 4 – слой вечномерзлого грунта; 5 – грунтовая наледь

Рисунок 7.11.

 

Физико-механические свойства.

Обязательной составной частью мерзлых грунтов является лед. Мерзлые грунты – это четырехкомпонентная (четырехфазная) система; в которую входят твердые частицы, незамерзшая вода, воздух или иной газ и лед (пластичное тело). Свойства мерзлых грунтов зависят от количества содержащейся в них незамерзшей воды и свойств льда.

Вечномерзлые грунты обладают всеми 15 характеристиками как и у мерзлых грунтов, но есть и специфические:

1.Суммарная влажность:

Wtot = Wic+ Wi + Ww,(7.1)

где Wic – влажность мёрзлого грунта за счет наличия порового льда (льда – цемента). Wic - отношение веса (массы) льда – цемента к весу (массе) твердых частиц,

Wi – влажность мерзлого грунта за счет наличия ледяных включений,

Ww – влажность мерзлого грунта за счет содержания незамерзшей воды.

Ww = kw+ Wр ,(7.2)

где kw – табличный коэффициент, зависящей от числа пластичности и температуры грунта,

Wр – влажность грунта на границе раскатывания.

2. Льдистость мерзлого грунта

ii = = (7.3)

Если ii = 0,5 – в общем объеме лед составляет половину.

3. Суммарная льдистость

itot = iic+ ii,(7.4)

где iic - льдистость за счет льдацемента,

ii - льдистость за счет включений льда,

iic - определяется специальными методами с помощью калориметров,

ii - определяется обычными замерами в шурфе.

Рисунок 7.12.

ii = (7.5)

4.Sr - степень заполнения пор грунта льдом и незамерзшей водой.

(По аналогии – степень заполнения пор водой у обычных грунтов).

5. Группа теплофизических характеристик:

Теплопроводность мерзлого λfи талого λthгрунтов;

Теплоемкость мерзлого Сfи талого Сthгрунтов;

Теплота таяния (замерзания) грунта zV.

λf , λth , Сf, Сth , zV – определяют в лабораторных условиях при проведении точных опытов, а чаще всего принимают для различных грунтов по таблицам норм в зависимости от плотности сухого грунта (мерзлого и талого) и суммарной влажности.


Дата добавления: 2015-07-07; просмотров: 239 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: Проектирование при втором принципе использования ВМ грунтов в качестве основания. | Расчет оснований и фундаментов при использовании вечномерзлых грунтов по принципу I. | Расчет оснований и фундаментов при использовании вечномерзлых грунтов по принципу II. | Расчет оснований и фундаментов по устойчивости и прочности на воздействие сил морозного пучения. |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Рынок ценных бумаг. Сущность и виды ценных бумаг. Курс акции.| Глинистые грунты

mybiblioteka.su - 2015-2017 год. (0.09 сек.)