43.механическое воздействие подземных вод на грунты. К подземным водам относятся все воды земной коры, находящиеся ниже поверхности грунта и дна поверхностных водоемов и водотоков В связи с неблагоприятным воздействием подземных вод на несущую способность грунтовых оснований и материалы подземных конструкций необходимо при проектировании и строительстве фундаментов учитывать возможность изменения гидрогеологических условий площадки в процессе строительства и эксплуатации объектов. В первую очередь к этим неблагоприятным факторам относятся следующие: естественные сезонные и многолетние колебания уровня подземных вод; возможное изменение уровня подземных вод по технологическим причинам; увеличение агрессивности подземных вод по отношению к материалам подземных конструкций и возрастание коррозионной активности грунтов, обусловливаемые технологическими особенностями производства. В грунтах содержится вода связанная, свободная, в виде пара, а при отрицательных температурах и в виде льда. Связанная вода (гигроскопическая и пленочная) удерживается в грунте силами притяжения молекул воды к частицам грунта. Эти силы, весьма значительные на поверхности частиц грунта, быстро убывают по мере удаления от нее и на расстоянии 0,5 мкм практически уже не действуют. Первые слои молекул, прочно удерживаемые на поверхности частиц грунта, образуют гигроскопическую воду. Предельная гигроскопическая влажность, т. е. наибольшая влажность грунта, содержащего только гигроскопическую воду, доходит в песках до 1 % (по массе) и в глинах до 17%. Дальнейшее увеличение объема воды в грунте приводит к образованию пленочной воды. При увеличении толщины пленки более 0,5 мкм образуется свободная вода. Различают два вида свободной воды: гравитационную и капиллярную. Гравитационная вода перемещается в грунте под действием силы тяжести. Обычно, когда упоминают подземные воды, имеют в виду именно гравитационную воду. Капиллярная вода поднимается по капиллярным порам грунта выше уровня гравитационной воды и удерживается там благодаря силам капиллярного натяжения. Высота подъема капиллярной воды зависит от диаметра поперечного сечения капилляров и от материала твердых частиц грунта; при малых диаметрах (порядка 0,005 мм) она достигает нескольких метров. Содержание в порах грунта водяного пара обусловлено испарением воды. Вода в виде льда заполняет поры грунта при отрицательных температурах и образует отдельные включения, прослойки, линзы.Свободная гравитационная вода перемещается в грунте из зоны с большим напором (давлением) в зону с меньшим напором. Условия, при которых происходит движение гравитационной воды, показаны на рис. 1.9. На участке длиной l, см, разность напоров составляет Н1 — Н2, см, а на единице длины участка падение напора определяется выражение i=(H1-H2)/ Величину i называют гидравлическим градиентом. Французский инженер А. Дарси на основе проведенных им исследований установил, что скорость v, см/с, ламинарного (происходящего параллельными струйками без завихрений) движения воды в грунте прямо пропорциональна гидравлическому градиенту i v=ki. Коэффициент пропорциональности k, см/с, в формуле называется коэффициентом фильтрации. Он численно равен скорости движения воды в грунте при гидравлическом градиенте i=1.Коэффициент фильтрации, k, см/с, являющийся характеристикой водопроницаемости грунта, имеет примерно следующие значения: Под скоростью фильтрации воды v, см/с, понимают отношение Q/A, где Q — расход воды, т. е. количество воды, см3, проходящей в единицу времени через сечение грунта A, см (площадь пор и частиц). Скорость фильтрации не равна действительной скорости движения воды, для вычисления которой расход следует относить к части сечения грунта, занятой только порами.Приток воды в грунт, ее сток и испарение меняются, в связи с чем не сохраняется постоянным и уровень подземных вод. На этот уровень оказывают влияние не только естественное изменение режима подземных вод, но и осуществление некоторых технических мероприятий, например, планировка территории, ее асфальтирование, устройство дренажей, ливневой канализации и т. п. Повышение уровня подземных вод ухудшает строительные свойства грунтов: влажность грунта увеличивается, его «скелет» оказывается взвешенным в воде, силы трения и сцепления между частицами грунта уменьшаются, пористость грунтов возрастает — глинистых вследствие их набухания, а песчаных из-за взрыхления под воздействием гидродинамического давления, возникающего при быстром подъеме воды. При подъеме воды выше отметки заложения подошвы фундамента давление последнего на основание уменьшается, что может привести к сдвигу или опрокидыванию фундамента. Это обстоятельство необходимо учитывать при проектировании сооружений. Понижение уровня подземных вод, как правило, улучшает строительные свойства грунтов. Однако если оно происходит после возведения сооружений, то связанное с ним дополнительное уплотнение грунтов может повлечь за собой неравномерные их осадки. Понижение уровня подземных вод особенно опасно при фундаментах с деревянными сваями, которые не гниют, лишь целиком находясь в воде.можно наблюдать и при разработке котлованов, бурении, осуществлении дренажа. При скорости движения подземной воды, превышающей критическую, фильтрационным потоком вымываются частицы грунта (сначала самые мелкие, а потом и более крупные). Постепенный вынос таких частиц приводит к разрыхлению грунта. Это явление, называемое механической суффозией, часто наблюдается в основаниях гидротехнических сооружений, характеризуемых большими перепадами напоров воды. Механическую суффозиюПодземные воды, фильтруясь через грунт и растворяя различные соли и газы, иногда приобретают способность разрушать цементные растворы (вызывать коррозию бетона). Такие воды называются агрессивными. При одном и том же составе агрессивная вода разрушает бетон тем быстрее, чем с большей скоростью она движется; наиболее опасны агрессивные воды, фильтрующиеся под напором через бетон. Для устранения вредного действия агрессивных вод применяют специальные цементы (для бетона фундамента). При сооружении фундамента из металлических свай следует учитывать возможность коррозии металла, которая при определенном составе воды может существенно снизить несущую способность конструкции.
44. общие сведения о водных свойствах горных пород От пористости породы зависит ее влагоемкость: Влагоемкость —это свойство породы содержать в своих порах то или иное количество воды.Полная влагоемкость — количество воды, заполняющее все пустоты породы. Фактическая влагоемкость определяется количеством воды, действительно содержащимся в породе.Капиллярная влагоемкость составляет количество воды, удерживаемое горной породой в капиллярах при свободном стоке. Капиллярная влагоемкость тем меньше, чем больше водопроницаемость породы.Под водоотдачей понимается количество гравитационной воды, которое может содержаться в горной породе и которое она может отдать при откачке. Водоотдача может быть выражена процентным № отношением объема свободно вытекающей из породы воды к объему породы.Водонасыщенность пород представляет то количество воды, которое отдается породой. По степени водообильности породы делятся на сильноводообнльные с дебитом скважины больше 10 л/с, водо-обильные с дебитом скважины 1 - 10 л/с, слабоводообильные — 0,1 - 1л/с.Водонасосные породы, а также пласты, линзы и пр.— это такие, в которых поры, трещины и другие пустоты заполнены гравитационными водами — гравитационно-водоносными, водами капиллярными и пленочными водоносными.Водопроницаемость — свойство пород пропускать воду вследствие наличия в них пор, трещин и других пустот. Величина водопроницаемости определяется коэффициентом водопроницаемости. По степени водопроницаемости породы могут быть разделены на водопроницаемые, полуводопроницаемые и водонепроницаемые.Водонепроницаемость — свойство горных пород не пропускать воду. К ним относятся, например, нетрещиноватые известняки, кристаллические сланцы и др.
45. плывунные, суффозионные и карстовые процессы.Суффозионные процессы. При филырации подземная вода совершает разрушительную работу. Из пород вымываются составляющие их мелкие частицы. Это сопровождается оседанием поверхности земли, образованием провалов, воронок (рис. 156). Этот процесс выноса частиц, а не его последствия, называют суффозией. Различают два вида суффозии — механическую и химическую. При механической фильтрующаяся вода отрывает от породы и выносит во взвешенном состоянии целые частицы (глинистые, пылеватые, песчаные); при химической вода растворяет частицы породы (гипс, соли, карбонаты) и выносит продукты разрушения. При одновременном действии этих двух видов суффозии иногда применяют термин — химико-механическая суффозия. Такая суффозия может быть в лессовых породах, где растворяется карбонатное цементирующее вещество и одновременно выносятся глинистые частицы. Основной причиной суффозионных явлений следует считать возникновение в подземных водах значительных сил гидродинамического давления и превышение величины некоторой критиче-ской скорости воды. Карстовые процессы. Это процессы выщелачивания водорастовримых горных пород (известняков, доломитов, гипсов) подземными и атмосферными видами и образования в них различных пустот.Для карстового процесса главным является растворение пород и вынос из них веществ в растворенном виде. Возникновение и развитие карста обусловлено способностью пород к полному растворению, наличием проточной воды и степенью ее минерализации, геологическим строением участка, рельефом местности, трещиноватостью пород, характером растительности, климатомИз всех пород наиболее растворимыми водой являются соли, гипсы с ангидритами и известняки.Одним из главных факторов карстообразования является действие воды – атмосферной, речной, подземной. Одним из самых важных условий развития карста является степень водопроницаемости пород. Чем более водопроницаема порода, тем интенсивнее развивается процесс растворения. Вода постепенно разрабатывает трещины в каналы и пещеры. Этот процесс, получивший название коррозии, продолжается до водоупора или уровня подземных вод.В процессе выщелачивания в карстующихся породах образуются различные по своему положению и форме пустоты, или карстовые формы.По отношению к земной поверхности различают два типа карста: открытый и скрытый. При открытом типе карстующиеся породы лежат непосредственно на поверхности земли, а при скрытом они перекрываются слоями нерастворимых водопроницаемых пород и лежат на некоторой глубине.Из многочисленных форм карста наиболее часто встречаются: – карры – мелкие желоба, борозды и канавы на склонах рельефа местности из карстующихся пород в виде известняков; – воронки – углубления различных форм и размеров, подразделяются на поверхностные и провальные воронки;– полья – возникают в результате постепенного объединения воронок или опускания больших участков земной поверхности в результате карстового выщелачивания;– каверны – образуются в результате растворения пород по многочисленным трещинам. Карстующиеся породы становятся похожими на пчелиные соты;– пещеры – подземные пустоты, формирование которых связано с растворением пород, сопровождается эрозией и обрушением.Значение имеет определение степени активности карстового процесса. В связи с этим различают: действующий карст, который развивается в современных условиях; пассивный, или древний карст, развитие которого происходило в прошлом (отсутствует циркуляция воды). Плывуны — это насыщенные водой грунты, при вскрытии приобретающие свойства вязкой жидкости.Они представляют собой большую опасность при выполнении строительных работ. Если плывуны вскрываются подземными выработками, то они сравнительно быстро заполняют её, а вышележащие массы начинают сдвигаться и тоже приходят в движение. В Ленинграде в 1974 г. при строительстве метро проходили подземную выработку в плывунах на глубине примерно 80 м после их замораживания. Однако на одном участке эти пески оказались не промороженными и образовался прорыв. Тысячи кубических метров плывунных грунтов быстро заполнили часть готовой выработки, а па поверхности произошло оседание пород с образованием мульды. Обильно водонасыщенные грунты при вскрытии переходили в плывунное состояние. Наиболее опасными по стабильности перехода в плывунное состояние являлись нарушения, заполненные водопасыщенным грунтом песчано-глинистого состава с содержанием глинистых частиц 3-12% и более. Так, например в 1979 г. выброс плывуна в тоннеле составил 12000 за 10 минут. Вынос водонасыщенного песка повлек за собою человеческие жертвы. В 1986 г. выброс плывуна из разломов превысил 8000. В 1987 г. во время ведения буро-взрывных работ произошел выброс плывуна. В результате на 100 м от забоя была разброшена буровая установка и породопогрузочная машина массой 27 т.Установлено, что плывуны — это слабые, неустойчивые породы, требующие специальных методов ведения строительных работ и специальных мероприятий по обеспечению устойчивости сооружений.
46. ГРУНТ — многокомпонентная, динамичная система, включающая горные породы, почвы, техногенные образования и являющаяся объектом инженерной деятельности. Грунты используются в качестве оснований зданий и различных инженерных сооружений, материала для сооружений (дорог, насыпей, плотин), среды для размещения подземных сооружений (тоннелей, трубопроводов, хранилищ). Грунт — сложная система, состоящая из твёрдых (твёрдые минералы, лёд и органоминеральные образования), жидких (водные растворы), газообразных (воздух, газы) и биотических, или живых (макро- и микроорганизмы), компонентов. Различный генезис грунтов определяет особенности их состава, структуры и текстуры, от которых зависят свойства грунта.
При оценке грунта в связи с инженерной деятельностью применяются специальные классификации. Классификации грунта в CCCP подразделяются на общие, частные, региональные и отраслевые. Задача общей классификации охватить по возможности всё множество грунтов и подразделить их на группы, подгруппы и типы по признакам, которые в той или иной степени определяют свойства грунтов и их инженерно-геологическую оценку. Группа искусственных дисперсных грунтов включает искусственно изменённые, уплотнённые, культурные слои, насыпные и намывные грунты. Общая классификация относится к немёрзлым грунтам. Дисперсные грунты, находящиеся в мёрзлом состоянии, являются самостоятельным классом пород (наряду со скальными и дисперсными немёрзлыми) и обладают специфическими структурными связями за счёт наличия льда; это определяет существенная зависимость их свойств от температуры. При понижении температуры прочность структурных связей возрастает, а при повышении — снижается, что сопровождается значительным изменением свойств мёрзлых дисперсных грунтов (свойства скальных мёрзлых грунтов мало отличаются от их свойств в талом состоянии). Дальнейшее подразделение грунтов в пределах каждой подгруппы осуществляется по петрографическому (литологическому) принципу с выделением соответствующих типов. Общая классификация грунтов служит основой для разработки частных классификаций, в которых проводится выделение более мелких таксономических единиц (видов, разновидностей) на основании их состава, строения, состояния или отдельных свойств. Так, существуют частные классификации скальных грунтов по временному сопротивлению на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии, степени размягчаемости в воде, степени растворимости и т.д. Для дисперсных грунтов распространение получили частные классификации по гранулометрическому составу, числу пластичности, показателю консистенции, относительному набуханию, относительной просадочности, сжимаемости и т.д. Мёрзлые дисперсные грунты подразделяются в частных классификациях по степени цементации льдом. Региональные классификации разрабатываются применительно к определенной территории и строятся на основе геолого-структурного плана района с выделением формаций, геолого-генетических комплексов и петрографических типов пород. Отраслевые классификации составляются исходя из задач определенного вида строительства: гидротехнического, гражданско-промышленного, мелиоративного, дорожного и т.д. Состав, структура (обусловлена характером внутренних связей, размером, формой, расположением и количественным соотношением основных структурных элементов) и текстура (совокупность признаков, характеризующих пространственное расположение структурных элементов грунта) определяют качество грунтов при их использовании. Среди важнейших свойств грунтов выделяются физические (плотность, теплопроводность, электропроводность, магнитные свойства, диэлектрическая проницаемость и др.), физико-химические (растворимость, адсорбционные и коррозийные свойства, набухаемость и усадочность, липкость, пластичность и т.д.) и механические свойства (упругость, общая деформируемость, сжимаемость, просадочность, прочность на одноосное сжатие, прочность на разрыв, сопротивление сдвигу, реологические свойства). Показатели таких свойств грунтов, как пластичность, прочность на одноосное сжатие, используются в качестве классификационных и служат основой для составления частных и иногда отраслевых классификаций; показатели упругости, общей деформируемости, прочности на сдвиг — в инженерных расчётах устойчивости сооружений, их осадки, фильтрационных потерь воды и т.д. Показатели ряда свойств (плотности, сжимаемости, просадочности) используются в качестве как классификационных, так и расчётных.
47. вещественный и гранулометрический состав грунтов. Рыхлые осадочные горные породы (грунты) состоят из отдельных составных частей различной величины, формы и вещественного состава. Размер составных частей изменяется от нескольких метров до тысячных долей миллиметра. Под гранулометрическим, или механическим составом грунта понимается относительное содержание в нем (по весу) частиц различной величины. Гранулометрический состав является одним из важных факторов, определяющих физические свойства грунта. От него зависят такие важные характеристики свойств и состояния грунта, как пластичность, пористость,сопротивление сдвигу, сжимаемость, усадка, разбухание, высота капиллярного поднятия, водопроницаемость и др. Изменение гранулометрического состава грунтов вызывает и изменение их свойств. Например, с уменьшением размера частиц уменьшается водопроницаемость грунтов: если галечники обладают большой водопроницаемостью, то у песков она уже значительно ниже, а у глин водопроницаемость практически равна нулю. Для определения гранулометрического состава пород выполняется так называемый гранулометрический, или механический, анализ. Гранулометрический анализ состоит в расчленении грунта на группы с близкими по величине частицами - так называемые фракции. Размер частиц обычно определяют по диаметру и выражают в миллиметрах. Состав вещественный грунта – это категория, которая характеризует химико-минеральный состав газовых, жидких и твердых компонентов.
48. Основные характеристики грунтов. Грунты – любые горные породы, используемые как материал, основание сооружения или среда его размещения. При строительстве сооружения требуется знание свойств взаимодействующих с ним грунтов. По строительным свойствам (сжимаемость, прочность и др.) грунты делят на: скальные, полускальные, крупнообломочные, песчаные, пылевато-глинистые и особые.Скальные представлены магматическими, метаморфическими или осадочными породами с прочными жесткими связями между минеральными зернами. Они обычно представляют собой прочное и надежное основание. Однако из-за выветривания верхний слой скалы иногда представляет собой подобие сухой кладки. При строительстве капитального сооружения может потребоваться его удаление. Некоторые породы снижают прочность при водонасыщении или даже растворяются в воде – выщелачиваются. Особенно это характерно для полускальных пород (вулканические туфы, некоторые известняки, мергели, глинистые сланцы, гипс и др.) с прочностью на сжатие меньше 5 МПа. Они подвержены также быстрому выветриванию в обнажениях выемок, котлованов, выработок.Крупнообломочные и песчаные грунты – продукты физического выветривания скальных пород. В крупнообломочных более 50% составляют обломки (частицы) размером > 2 мм; в песчаных их менее 50%. Содержание глинистой фракции для песчаных грунтов должно быть менее 3%. Свойства указанных грунтов определяются минералогическим и гранулометрическим составами и состоянием по плотности сложения. Для некоторых разновидностей (мелкие и пылеватые пески) имеет значение также степень заполнения пор водой. Плотные крупнообломочные и песчаные грунты являются обычно надежным основанием сооружений. Однако рыхлые пески интенсивно уплотняются при динамических воздействиях.Пылевато-глинистые грунты – продукт физического и химического выветривания горных пород. В зависимости от содержания глинистой фракции их подразделяют на супеси (3…10%), суглинки (10…30%) и глины (> 30 %). Свойства этих грунтов определяются минералогическим и гранулометрическим составом и содержанием воды, т.е. влажностью. Для них характерны такие свойства, как способность принимать твердое, пластичное или текучее состояние в зависимости от влажности, набухание, размокание, липкость, усадка. В группу особых выделяются илы, торфы, заторфированные грунты, просадочные лессы и лессовидные грунты, мерзлые и вечномерзлые, засоленные грунты и др. Определяющим свойством грунтов этой группы является их структурная неустойчивость. Это способность структурных связей быстро разрушаться при некоторых воздействиях, нехарактерных для обычных условий формирования и существования таких грунтов. При этом основание получает большие по величине и быстро протекающие осадки, называемые просадками. Соответственно грунты этой группы характеризуются как просадочные.
49. 50.Физические и хим.свойстваВсе физические свойства принято делить на: функциональные и основные. К функциональным относят водные, воздушные, тепловые характеристики. К основным пластичность, удельный вес, объемный вес, пористость, твердость, липкость, спелость, связность, усадка, набухание и другие: Плотность. Это соотношение в равных пропорциях массы грунта твердой фазы к массе воды. Характеризует минеральный состав. Обычно, плотность колеблется в пределах от 2, 6 до 2,8 г/см3 (для грунта, не содержащего орг. веществ);Средняя плотность. В зависимости от плотности и влажности может изменяться и средняя плотность грунта. В целом, это масса единицы объема грунта, которая включает и воду в порах;Пористость. Это соотношение объема пор ко всему объему грунта. Обычно этот показатель выражается в процентах. Чем выше пористость, тем больше он деформируется (изменяется) под соответствующей нагрузкой;Пластичность. Это свойство грунта под внешним давлением деформироваться без разрывов;Набухание. Свойство грунтов увеличивать общий объем, когда впитывается вода. Обычно пески совсем не набухают, зато максимально набухают глинистые тяжелые грунты;Липкость. Свойство грунта прилипать к определенным предметам. Меньшую липкость имеют пылеватые грунты во влажном состоянии;Усадка. Свойство грунтов при высыхании уменьшать объем. Для супесей характерна маленькая усадка, для суглинков – высокая.Водные свойства грунтов показывают способность грунта удерживать, пропускать и впитывать влагу, которая приходит в качестве поливной воды или осадков. А также способность переносить воду к растениям в поверхностные слоя из глубинных. Вода оказывает весомое значение на физические, химические, тепловые и воздушные характеристики почвы.Химические свойства грунтовСуглинокХимические характеристики почвы и грунта в большей степени зависят от процессов, которые происходят между твердой и жидкой фазой. За счет того, что оказывает влияние закон действующих масс формируются всевозможные соединения, постепенно переходящие в раствор. Именно поэтому достигается гармоничное равновесие в почве между твердой фракцией и грунтовым раствором.Почвенным раствором принято обозначать грунтовые воды, имеющий соли и кислоты. Процесс формирования почвенного раствора достаточно длительный. Обусловлен он насыщением влагой почвы и движением в ней воды. В итоге протекания процессов окислительно-восстановительных соли начинают растворяться кислотами и а далее разрушаются вследствие гидролиза. Состав раствора почвенного полностью зависит от того, каким образом взаимодействует между собой грунт, вода и микроорганизмы. Кислотность почвенного раствора определяет либо растворение солей, либо взаимопроникновение воды и почвы. Показатели растворения солей напрямую зависят от концентрации водородных и гидроксильных ионов. Именно поэтому почвы могут быть: кислыми, щелочными или нейтральными.
51. классификация грунтов по строительным свойствам. Грунтами называют породы, залегающие в верхних слоях земной коры. К ним относят растительный грунт, песок, супесь, гравий, глину, суглинок, торф, плывуны, различные полускальные и скальные грунты.По к р у п н о с т и минеральных частиц грунта, их взаимной связи и механической прочности грунты делят на пять классов: скальные, полускальные, крупнообломочные, песчаные (несвязные) и глинистые К скальным грунтам относятся сцементированные водоустойчивые и практически несжимаемые породы (граниты, песчаники, известняки и т. п.), залегающие обычно в виде сплошных или трещиноват К полускальным грунтам относятся сцементированные породы, способные к уплотнению (мергели, алевролиты, аргиллиты и т. п.) и неводостойкие (гипс, гипсоносные коКрупнообломочные грунты состоят из несцементированных кусков скальных и полускальных пород; обычно содержат более 50 % обломков пород размером свыше 2 мм. Песчаные грунты состоят из несцементированных частиц пород размером 0,05...2 мм; представляют собой, как правило, естественно разрушившиеся и преобразованные в различно степени скальные грунты; не обладают пластичностью. Глинистые грунты также являются продуктом естественного разрушения и преобразования первичных горных пород, составляющих скальные грунты, но с преобладающим размером частиц менее 0,005 Основным объектом разработки в строительстве являются глинистые, песчаные и песчано-глинистые, а также крупнообломочные и полускальные грунты, покрывающие большую часть земной поверхности К основным свойствам и показателям грунтов, влияющим на технологию производства, трудоемкость и стоимость земляных работ, относятся: плотность, влажность, прочность, сцепление, кусковатость, разрыхляемость, угол естественного откоса и размываемость. Все грунты группируют и классифицируют по трудности разработки различными землеройными машинами и вручную. Наиболее часто для оценки трудности разработки грунта используют показатель удельного сопротивления резанию (копанию) KF.Удельное сопротивление копанию (резанию) KF представляет собой отношение касательной составляющей усилия, развиваемого на режущей кромке ковша землеройного и землеройно-транспортного оборудования, к площади поперечного среза грунта (стружки). Значение KF зависит как от свойств и показателей разрабатываемого грунта, так и от конструктивного исполнения рабочего органа землеройного и землеройно-транспортного оборудования.Проф. Н. Г. Домбровским были предложены шесть групп грунтов: I и II — слабые (мягкие) и плотные грунты (чернозем, лесс, суглинок и т. п.), III и IV — очень плотные (тяжелые суглинки, глины и т. п.) и полускальные грунты (сланцы, алевролиты и т. п.), V и VI — соответственно хорошо и плохо разрыхленные полускальные и скальные грунты. Указанная группировка грунтов по трудности разработки машинами нашла широкое применение в строительстве, на карьерных разработках, в экскаваторостроении; в измененном виде она положена в основу нормирования и расценок земляных работ в существующих ЕНиР.Группировка грунтов по трудности разработки в ЕНиР составлена отдельно для немерзлых (I...VI группы) и мерзлых (1м.,.1Пм) грунтов, причем грунтыперечисляются в алфавитном порядке с указанием средних значений плотности. Разрыхленные немерзлые грунты нормируются на одну группу ниже, чем эти же грунты в массиве (неразрыхленном состоянии). К V и VI группам отнесены грунты, кроме пестроцветных моренных глин, разрабатываемые после предварительного разрыхления.В качестве критерия трудности разработки грунтов различными видами землеройного оборудования часто используют скорость распространения упругих волн в массиве. Так, рядом отечественных заводов-изготовителей и зарубежных фирм по этому критерию устанавливается область применения существующего и перспективного землеройного и землеройно-транспортного оборудования.
52. просадочные явления в лессовых грунтах Просадками называются местные быстро протекающие вертикальные деформации грунтов, обусловленные резким коренным нарушением структуры и сопровождающиеся частичной или полной потерей сопротивляемости нарушенных масс грунта, а при избыточном увлажнении — выдавливанием грунтов в стороны.Практика строительства на лессовых грунтах показала, что просадки могут достигать значительной величины. Так, стена рудного крана Кузнецкого завода примерно за один год осела на 37 см. Свойство лессовых грунтов терять устойчивость своей структуры при увлажнении обусловливает настолько своеобразные строительные качества этих грунтов, что требует особого рассмотрения. Лессовые грунты залегают на значительной части территории России, более 16% континентальной поверхности. Для практики строительства весьма важно уметь отличать просадочные лессовые грунты от обычных, знать особенности механических свойств просадочных грунтов и предусмотреть влияние этих свойств на возводимые сооружения.
Причины просадочного явления (в лессе и лессовидных отложениях) - недоуплотненное состояние грунта с теряющими прочность при замачивании связями частиц. При данной влажности грунта каждой величине давления отвечает определенная его пористость, уменьшающаяся с возрастанием давления. Междучастичные связи в грунте могут задержать его уплотнение, несмотря на увеличение (под влиянием веса новых отложений или построенных сооружений) давления, благодаря чему создается несоответствие пористости давлению - недоуплотненное состояние. При снижении прочности связей частиц возникают просадочные явления. Просадочные свойства лесса и лессовидных грунтов изучаются в компрессионных приборах, путем замачивания котлованов и другими способами. Отношение величины уплотнения грунта при замачивании к первоначальной высоте образца грунта называется относительной просадочностью. Просадочные явления возможны при возрастании влажности грунта до некоторой величины (начальная влажность просадки) и при давлении, превышающем некоторую величину (начальное давление просадки).Из произведенных послойных химических анализов лессовых отложений на значительную глубину вытекает, что степень выветренности слоев уменьшается по мере углубления. Роль карбонатов и гипса сводится частично к образованию кристаллов, а частично к цементации тонких продуктов минеральной смеси. Лессовые породы часто разделяют на типичные лессы и лессовидные грунты. Типичный однородный и мощный слой лесса создается только из материнской породы, представляющей накопление эоловой пыли путем почвообразовательных процессов, идущих одновременно с ее накоплением Грунты же, образующиеся из различных материнских пород в результате процессов почвообразования и выветривания в условиях сухого климата, а также переотложенные эоловые отложения не являются типичными лессами, но, обладая многими свойствами последних, могут быть названы лессовидными. Как уже указывалось, характерным свойством макропористых грунтов является их просадочность при замачивании под нагрузкой. Образец лессовидного грунта естественной структуры при испытании на осадку в условиях, исключающих возможность выдавливания грунта в стороны, под нагрузкой 2,5 кг/см2 после замачивания дает осадку, в 7 раз большую, чем осадка такого же образца грунта и при той же нагрузке, но испытанного при естественной влажности (без замачивания). Для объяснения поведения лессовых грунтов при была выдвинута гипотеза, согласно которой увеличение осадки лессовых грунтов при замачивании под нагрузкой объясняется неустойчивостью макропор пронизывающих всю толщу лессовидных грунтов, вследствие потери связности (сцепления) между частицами грунта при просачивании воды. Часто достаточно давления порядка 0,5— 1 кг1см2, при котором стенки пор разрушаются и происходит резкое уплотнение грунта, что и вызывает значительные дополнительные осадки. Общая деформация просадочных грунтов при малой их величине, будет определяться общими зависимостями теории линейнодеформируемых тел и может оцениваться как по результатам испытаний без возможности бокового расширения грунта, так и по данным трехосных испытаний. При этом, просадка лессовых грунтов обусловливается не только вертикальными деформациями, но и способностью окружающей толщи проседать (деформироваться) в горизонтальном направлении и зависит как от вертикальных сжимающих напряжений, так и от соотношения главных напряжений и их разности. Свойства лессовых грунтов в процессе их просадки резко изменяются. Сопротивление замоченного грунта сдвигу снижается в несколько раз это показывает, что несущая способность лессовых грунтов после нарушения их структурной связности в процессе просадки при замачивании под нагрузкой чрезвычайно падает, и грунты легко выдавливаются из-под подошвы фундаментов.
Дата добавления: 2015-11-04; просмотров: 23 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |