Главная страница
Навигация по странице:

  • 11.3. ТИПЫ ПУСТЫНЬ

  • геология. Реферат по геологии. Реферат По основам инженерной геологии и гидрогеологии


    Скачать 1.43 Mb.
    НазваниеРеферат По основам инженерной геологии и гидрогеологии
    Анкоргеология
    Дата24.04.2022
    Размер1.43 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаРеферат по геологии.docx
    ТипРеферат
    #493325
    страница4 из 5
    1   2   3   4   5
    2, или 33 % суши, и наиболее широко развиты в Европе, где располагаются вне зоны последнего, поздне- верхнеплейстоценового (валдайского) оледенения, максимум которого был 18 тыс. лет назад.

    Пылеватые частицы осаждались на поверхность Земли эоловым путем, т. е. из воздушной среды. По минеральному составу в лессах преобладают кварц, полевые шпаты и гидрослюды. Все лессовые покровы относятся к четвертичному периоду. Происхождение лессовых пород может быть как эоловым (в основном), так и делювиальным, пролювиальным и аллювиальным.

    Важнейшим свойством лессовых пород является их просадочность, т. е. способность деформироваться либо при увлажнении, либо под действием нагрузки. Отсюда понятно, что инженерная геология уделяет лессовым породам особое внимание и проблема просадочности насчитывает не одно десятилетие.

    11.3. ТИПЫ ПУСТЫНЬ

    Пустыни объединяются в типы на основании того, преобладает ли в них дефляция или разные способы аккумуляции рыхлого материала.

    Каменистые (скальные) пустыни, или гаммады, представляют собой развалы горных пород, группы скал, практически лишенных рыхлых, сыпучих отложений, которые уносятся процессами дефляции. Каменистая пустыня с гравийной поверхностью — рег (Алжирская Сахара), а с галечниковой поверхностью — так называемый серир (Ливия, Египет). В таких довольно мрачных пустынях камни покрыты черным налетом. Такое впечатление, что их покрыли лаком. Этот «пустынный загар» образуется потому, что очень сильное испарение в сухом жарком климате подтягивает вверх влагу по капиллярам в зоне аэрации, которая содержит растворенные железомарганцевые окислы, выпотевающие на поверхности камней.

    Аккумулятивные пустыни бывают различными по своему характеру. Преобладают песчаные пустыни — кумы в Средней Азии или эрги в Африке. Всем известны пустыни Каракумы (черные пески), Кызылкум (красные пески), Сахара, Атакама, Калахари и др. Все эти пустыни обладают своеобразным рельефом из барханов, гряд, бугров и валов. Песок, слагающий поверхность пустынь, непрерывно движется, хотя его мощность составляет всего несколько десятков метров, реже 100–200 м (рис. 11.5).



    Рис. 11.5. Одиночные барханы в пустыне

    Глинистые пустыни, или такыры, как правило, возникают на месте высохших озер. Поверхность таких пустынь исключительно ровная, покрыта глинистой растрескавшейся коркой. Идеальная ровная поверхность в США используется на высохшем озере Бонневиль для заездов автомашин на побитие рекордов скорости (рис. 11.6).



    Рис. 11.6. Такыр — глинистая пустыня

    Солончаковые пустыни, или шоры, располагаются в местах преобладания лессовых отложений и характеризуются обычно сильно развитой овражной сетью, не оставляющей в таких пустынях ровного места.

    Итак, пустынями на Земле сейчас занято около 20 млн км2, и площадь их увеличивается по причине неразумной хозяйственной деятельности человека, а также за счет изменения климатических условий (рис. 11.7).



    Рис. 11.7. Ветровая рябь на поверхности песка.
    Узбекистан (фото З. Виноградова)

    Чтобы замедлить или прекратить наступление пустынь, их надо закрепить растительностью, вырастить которую в условиях безводной пустыни нелегко. Кроме того, нужно создать преграды на пути ветрового переноса материала, нужно ослабить ветер, разделив его плотный поток на более мелкие струи. Для этого выдвигают щиты, стенки, которые, впрочем, могут быть довольно быстро засыпаны песком.

    В наши дни опустыниванием охвачены земли: в Испании — 30 %, в Северной Америке — 27 %, в Южной Америке — 22 %, в Азии — 20 %, в Африке — 18 % и в Австралии — 8 %. Нет периодов покоя для восстановления кормовой растительности, ведется выпас скота, происходят засолонение земель, вырубка лесов.

    Фильтрационные свойства горных пород, лабораторные методы их определения

    При лабораторных гидрогеологических исследованиях объектом изучения являются горные породы вместе с заключенными в них водами и газами, образующие сложную трехфазную систему, основные показатели и свойства которой зависят от соотношения и взаимодействия ее фаз и влияния внешних естественных и искусственных факторов. В зависимости от целевого назначения и типа изучаемых горных пород лабораторные исследования могут быть направлены как на комплексное изучение параметров и показателей, характеризующих свойства и поведение отдельных фаз и системы в целом, так и на изучение свойств и поведения отдельных фаз (без учета или с частичным учетом влияния других фаз системы).

    ________________________

    1Детальнее лабораторные методы определения водно-физических и физико-механических свойств горных пород, а также физических свойств и химического состава вод рассматриваются в курсах «Аналитическая химия», «Общая гидрогеология», «Грунтоведение».

    Так, при изысканиях для строительства в районах развития твердых (скальных и полускальных) горных пород в основном изучаются физико-механические свойства (без учета водно-физических и фильтрационных показателей), а при разведке и геолого-промышленной оценке в таких условиях месторождений подземных вод — главным образом фильтрационные свойства системы (без учета физико-механических свойств горных пород). Если объектом лабораторного изучения являются несвязные зернистые и особенно мягкие связные горные породы, то независимо от целевого назначения исследований необходимо изучать и учитывать и физико-механические, и водно-физические свойства горных пород, а также свойства и показатели отдельных фаз системы (физические свойства, химический и газовый состав подземных вод, физические и механические свойства твердой фазы и т. д.).

    Таким образом, тесная взаимосвязь и взаимозависимость физико-механических и водно-физических свойств горных пород, физико-химических показателей воды и вмещающих горных пород требуют комплексного подхода к изучению системы вода — горные породы и в этой связи следует считать правильной наметившуюся тенденцию рассматривать и количественную оценку водоносных горных пород как единой механической системы, свойства и поведение которой обусловлены взаимодействием и соотношением составляющих ее фаз (7).

    При лабораторном определении водных и фильтрационных свойств горных пород (влажности, влагоемкости, водоотдачи, недостатка насыщения, капиллярного поднятия, водопроницаемости, пьезопроводности и др.) изучаются также и некоторые физико-механические свойства (пористость, гранулометрический состав, объемная масса и плотность, сжимаемость и др.), с которыми они тесно взаимосвязаны и значения, которых используются при оценке расчетных гидрогеологических параметров. Некоторые показатели, характеризующие свойства пласта и фильтрующейся жидкости, мо­гут быть определены только в лабораторных условиях.

    Пористость и гранулометрический состав являются важнейшими показателями, определяющими фильтрационные свойства горных пород. Количественно пористость nхарактеризуется отношением объема пор Vnк объему пористого образца V(коэффициент пористости n.= фаз (без учета или с частичным учетом влияния других фаз системы). (Vn/V) или к объему его скелета (коэффициент приведенной пористости ε = n/(1—n). Обычно различают три вида пористости — общую (n), открытую (n0) и активную (динамическую nа). Общая пористость характеризует объем всех пустот в породе; открытая — объем пустот, сообщающихся между собой; активная — объем пустот, по которым происходит движение свободной жидкости (3, 4, 9).

    В лабораторных условиях определение пористости проводят расчетным путем (по данным определений плотности Δ и объемной массы γ горной породы) и с помощью специальных опытов на образцах (3—5, 7, 9, 10).

    Расчетным путем коэффициент пористости определяется по формулам:

    или  , (VI.1)

    где Weи γс — соответственно массовая влажность образца (в долях единицы) и объемная масса скелета. Значения влажности We, плотности и объемной массы горных пород и скелета (Δ, γ и γc) должны быть известны или определены лабораторным путем (3,9,10).

    Открытая пористость сцементированных пород определяется методом насыщения предварительно экстрагированного, высушенного и взвешенного образца керосином под вакуумом. Для определения п0 используется формула

     (VI.2)

    где Gи Gк — масса сухого и насыщенного керосином образца в воздухе; Gкк— масса насыщенного образца в керосине.

    Активная пористость может быть определена как разность между общей пористостью и. максимальной молекулярной влагоемкостью в объемном выражении. Для песчаных пород значения полной, открытой и активной пористостей близки между собой. В лаборатории активная пористость определяется методом капиллярного вытеснения жидкости газом из образца пород, помещенного в капилляриметр. Проведение опытов с изменением давления вытеснения и использованием параметрических палеток позволяет ориентировочно определять активную пористость и распределение пор по размерам.

    Гранулометрический состав определяется с помощью гранулометрического анализа и используется для ориентировочного определения фильтрационных свойств, классификации горных пород, палеогидрогеологических реконструкций, подбора фильтров скважин и других целей (3, 5, 9, 10).

    Методы лабораторного определения влажности (по разности массы влажных и высушенных пород), влагоемкости (по количеству воды, расходуемой на насыщение пород) и высоты капиллярного поднятия (по наблюдениям за капиллярным поднятием в трубках и капилляриметрах) общеизвестны и детально описаны в учебной литературе (3, 10). Следует лишь отметить, что наиболее важным видом влагоемкости является максимальная молекулярная влагоемкость, которая в лабораторных условиях определяется методами высоких колонн, влагоемких сред и центрифугирования (3, 6, 9, 10). Величина максимальной молекулярной влагоемкости Wмакс(а для глинистых разностей полевой влагоемкости Wп) используется при лабораторном определении таких важнейших показателей емкостных свойств горных пород, как водоотдача и недостаток насыщения.

    Водоотдача μ определяется отношением объема свободно стекающей гравитационной воды к общему объему осушенной породы (μ — величина безразмерная) и характеризует емкостные запасы гравитационной воды в водонасыщенных горных породах, которые могут быть получены при их осушении. Размер водоотдачи зависит от гранулометрического состава, активной пористости и скорости опускания уровня при осушении пород (3, 7, 9, 10).

    Исходя из балансовых соотношений, размер водоотдачи определяется в лабораторных условиях по разности между полной влагоемкостью W(при полном насыщении всех пор водой) и максимальной молекулярной влагоемкостью Wмакс(для глинистых пород полевой влагоемкостью Wп). Для песчаных пород ориентировочно величину водоотдачи можно определять как разность между пористостью п и максимальной молекулярной влагоемкостью Wмакс(при этом не учитывается наличие защемленного воздуха). Применяется также лабораторный способ определения водоотдачи. На специальном приборе (рис. 49) измеряется объем воды, свободно вытекающей из насыщенного образца пород, и по соотношению объемов воды и пород определяется водоотдача.



    Рис. 49. Прибор для определения водоотдачи горных пород:

    1 — трубка с образцом горных пород: 2 — сливной кран; 3 — пьезометр с за­жимами; 4 — гравийный фильтр; 5—штатив; 6 — напорный бачок

    При известном значении коэффициента фильтрации песчаных пород К размер водоотдачи может быть приближенно определен по эмпирической формуле П. А. Бецияского: μ = 0,117  , где К принимается в м/сут (7).

    Аналогичным водоотдаче показателем, характеризующим способность горных пород принимать воду при их насыщении, является недостаток насыщения, который в лабораторных условиях определяется по разности между полной влагоемкостью (или пористостью) и естественной влажностью пород в рассматриваемых условиях (μн= W— Wе). Обычно для пород, залегающих на глубине более 3 м, яри практических расчетах недостаток насыщения принимают равным водоотдаче. Гравитационная водоотдача для различных типов пород ориентировочно изменяется в следующих пределах: суглинки песчанистые — 0,005— 0,05; супеси, пылеватые и глинистые пески, торфа — 0,05—0,1; тонкозернистые пески — 0,1—0,15; мелкозернистые пески — 0,15—0,2; среднезернистые пески — 0,2—0,25; крупнозернистые и гравелистые пески — 0,25—0,35; трещиноватые известняки — 0,001—0,1; трещиноватые песчаники 0,02—0,03.

    Фильтрационные свойства горных пород, как известно, характеризуются коэффициентами фильтрации К и проницаемости Кп (3, 4, 9). Коэффициент фильтрации, зависящий от геометрии порового пространства и свойств фильтрующейся жидкости (плотности и вязкости), используется главным образом для характеристики водопроницаемости горных пород по отношению к пресным и слабоминерализованным подземным водам. При изучении фильтрационных свойств пород по отношению к подземным водам переменного состава, нефти, газам и многофазным жидкостям используется коэффициент проницаемости, зависящий только от геометрии порового пространства. Коэффициенты фильтрации и проницаемости связаны между собой соотношением

    , (VI.3)

    где η и v — коэффициенты динамической и кинематической вязкости фильтрующейся жидкости; γ и ρ — объемная масса и плотность фильтрующейся жидкости; g— ускорение силы тяжести.

    Для практических расчетов при измерениях К в м/сут, Кп в дарси, π в г/см3, η — в сантипуазах можно использовать соотношение

    или   (VI.4)

    В лабораторных условиях коэффициенты фильтрации и проницаемости определяют на основе эмпирических зависимостей по данным лабораторных определений пористости и гранулометрического состава (в основном для песчаных пород) и опытов по фильтрации жидкостей и газов через образцы горных пород нарушенной и ненарушенной структуры.

    Эмпирические зависимости (формулы Хазена, Слихтера, Крюгера, Замарина, Козени, Терцаги, Цункера, Зауербрея и др.) рекомендуются для приближенной сопоставительной оценки коэффициента фильтрации песчаных пород на первоначальных стадиях исследований. При этом необходимо соблюдать пределы их применимости и обязательно контролировать результаты по данным опытно-фильтрационных работ.

    Лабораторное определение водопроницаемости по данным опытных работ по фильтрации воды через образцы горных пород осуществляется на специальных приборах (прибор Тима, трубка Каменского, Спецгео, КФЗ, приборы конструкции Каменского, Маслова, МГРИ, Гидропроекта и др.). С помощью их определяется коэффициент фильтрации связных и рыхлых горных пород. Коэффициент проницаемости определяется с помощью приборов типа УИПК-1,тде в качестве фильтрующего реагента обычно используются керосин, газ или вода (4, 5, 9).

    Лабораторные методы наиболее простые и дешевые, поэтому они широко используются при массовых определениях фильтрационных свойств для получения сравнительных характеристик изучаемых объектов. Однако лабораторные определения менее достоверны, чем результаты полевых опытно-фильтрационных работ. Этот недостаток объясняется следующими причинами: 1) определения ведутся на отдельных образцах (точечно), что не обеспечивает значительной их представительности; 2) неизбежно нарушается структура образцов при их отборе (даже в связных породах); 3) несовершенством конструкций применяемых для опытов приборов; 4) условия фильтрации при опыте могут отличаться от натурных. Как показали специальные исследования и сопоставительные оценки точности определения фильтрационных характеристик лабораторными и полевыми методами, лабораторные определения оказываются, как правило, заниженными и их использование в расчетах возможно лишь при внесении поправок, учитывающих систематические ошибки лабораторных опытов. Такие поправки устанавливаются на основе сопоставления результатов полевых и лабораторных определений и выявления корреляционных связей между ними (4, 5, 7, 9).

    Таким образом, лабораторные определения водопроницаемости можно рассматривать как метод, обеспечивающий более обоснованную экстраполяцию и интерполяцию результатов полевых определений в пределах изучаемых территории и позволяющий в определенной, мере сокращать объемы более дорогих и трудоемких полевых опытно-фильтрационных работ за счет, массового применения лабораторных методов исследований. Следует отметить также, что лабораторные определения весьма удобны при изучении фильтрационных свойств небольших прослоев и линз горных пород, определении изменения коэффициента фильтрации под влиянием нагрузок или в зависимости от направления движения фильтрующейся воды, степени ее минерализации и температуры.

    Коэффициенты пьезопроводности и уровнепроводности нередко определяют расчетным путем, используя результаты лабораторного изучения фильтрационных и упругих свойств, пласта и жидкости, а также водоотдачи горных пород.

    Коэффициенты упругого сжатия, характеризующие способность пород и воды изменять свой объем под влиянием изменения давления (напора), определяются в приборах типа стабилометров, позволяющих осуществлять всестороннее сжатие образца породы или воды. Наиболее распространенные значения коэффициентов сжимаемости для воды — βв= (2,7÷5) 10-6 м-1, для горных пород — βп= (0,З÷2,0) 10-6м-1.

    При известных значениях К, βв, βп и пористости п величину коэффициента пьезопроводности определяют по формуле

     (VI.5)

    где β* = nβв + βп — коэффициент упругоемкости пласта; β* — упругая водоотдача, характеризующая способность напорного пласта отдавать воду в условиях упругого режима.

    Для безнапорных водоносных горизонтов по аналогии с (VI.5) коэффициент уровнепроводности а определяется по значению водопроводимости Т и гравитационной водоотдачи μ:

     (VI.6)

    где nср— средняя мощность изучаемого водоносного горизонта. Наиболее надежные значения коэффициентов пьезо- и уровнепроводности получают по результатам кустовых откачек (см. гл. IV, §2).

    Пластичность глинистых грунтов

    Пластичность глинистых грунтов

    Под пластичностью грунта понимается его способность под воздействием внешних сил изменять форму (деформироваться) без разрыва сплошности и сохранять приданную ему форму после прекращения этого воздействия. Это свойство грунта характеризует возможность проявления в нем остаточных деформаций.

    Пластичностью при определенной влажности и небольших давлениях обладают только глинистые и лёссовые грунты, мергели и мел, торф, почвы и некоторые искусственные грунты. В обычных условиях при небольших внешних нагрузках у других типов грунтов она отсутствует.

    Пластичность связных грунтов при инженерно-геологических исследованиях характеризуют двумя влажностными показателями: 1) верхним пределом п л а с т и ч н о с т и, или нижним пределом текучести (WL), представляющим собой граничную влажность, при превышении которой грунт переходит из пластичного состояния в текучее; 2) нижним пределом пластичности (Wp), также представляющим собой граничную влажность между полутвердым и пластичным состоянием грунта; он характеризует минимальную влажность, при которой частицы способны перемещаться относительно друг друга без нарушения сплошности грунта. Разность в величине влажности грунта при верхнем и нижнем пределах пластичности называется числом пластичности (Mp или Ip по ГОСТ 25 100 - 95). Число пластичности показывает диапазон колебаний влажности, в котором грунт обладает пластическими свойствами. Чем больше число пластичности, тем более пластичен грунт.

    Нетрудно заметить, что все эти пределы характеризуют не механические свойства грунтов при пластичном их состоянии, а свойства слагающих их минералов при некоторых значениях влажности. Следовательно, применяемые пределы пластичности, представляющие собой пределы влажности, являются условными косвенными показателями пластичности грунтов. Пластичность связных грунтов определяется составом и свойствами как твердых частиц грунта, так и взаимодействующей с ними жидкости.

    Рисунок 4



    К числу факторов первой группы относятся гранулометрический и минеральный составы, форма частиц, состав обменных катионов. Свойства жидкой компоненты и влияние на пластичность определяются ее химическим составом и концентрацией растворенных веществ.

    Гранулометрический состав является одним из важнейших факторов, влияющих на пластичность грунтов. Эта зависимость изучена очень хорошо. Можно считать установленным, что пластичные свойства начинают проявляться у частиц диаметром меньше 5 мкм. По данным П. Ф. Мельникова, у фракции 3--2 мкм пластичность выражена слабо. Частицы размером 2--1 мкм имеют небольшую пластичность. У частиц менее 1 мкм величина пластичности уже значительная. Она очень сильно зависит от дисперсности глинистой фракции и возрастает пропорционально увеличению содержания в ней коллоидов. Особенно сильно она увеличивается в присутствии органических коллоидов.

    Из всех показателей, характеризующих пластичность грунта, верхний предел пластичности наиболее тесно связан с его гранулометрическим составом. Зависимость величины верхнего предела пластичности от содержания в грунте глинистых частиц в пределах до 35% показана на рисунке 4. Столь тесной связи между гранулометрическим составом и нижним пределом пластичности (границей раскатывания в шнур) не наблюдается. Минеральный состав грунтов также в значительной степени определяет их пластичность, так как различные минералы неодинаково взаимодействуют с водой (см. табл. 2). Кроме того, от строения кристаллических решеток минералов зависит форма частиц, которая в свою очередь оказывает влияние на величину пластичности. Наибольшей пластичностью обладают минералы, у которых частицы имеют пластинчатую, чешуйчатую форму. Это дало основание ряду исследователей (Аттерберг, Терцаги и др.) считать, что пластинчатая форма частиц является основным фактором, определяющим пластичность грунтов. Конечно, форма частиц может влиять на их перемещение под нагрузкой, затрудняя или облегчая его, но она все-таки не является важнейшим фактором, определяющим величину пластичности.

    Пластичность частиц различного минерального состава. Таблица 2
















    Предел













    пластичности

    Число










    Название

    Размер

    пластичности







    Минерала

    частиц, мм










    верхний

    нижний

























    Биотит

    <0,002

    87

    44

    43

    Хлорит

    <0,002

    72

    47

    25

    Каолинит

    <0,002

    63

    43

    20

    Лимонит

    <0,002

    36

    27

    9

    Кварц

    <0,002

    35

    35

    0

    Минеральный состав грунтов влияет на величину пластичности совокупностью целого ряда факторов. Исследования, проведенные Е. М. Сергеевым на смесях различного минерального состава, показывают, что величина пластичности грунтов больше в том случае, когда в их глинистой фракции содержатся минералы группы монтмориллонита, и меньше при содержании каолинита. Увеличение пластичности в случае присутствия в грунте минералов группы монтмориллонита связано со значительным возрастанием дисперсности и гидрофильности грунта.

    Существенное влияние на пластичность связных грунтов оказывает состав обменных катионов. По своей способности увеличивать пластичные свойства грунтов наиболее часто встречаемые катионы располагаются в следующей последовательности:

    Li+> Na+ > К+ > Mg2+ > Са2+ > Н+>Fe3+>Al3+.

    Эта закономерность соответствует изменению содержания слабосвязанной воды и дисперсности грунтов, которая наблюдается при замещении одних катионов на другие. Влияние на пластичность обменных катионов в пределах одной валентности определяется их гидратационной способностью. Чем больше степень гидратации катионов, тем в большей мере проявляется пластичность грунтов. Пластичность повышается также при увеличении емкости поглощения грунта.

    Существенное влияние на пластичность связных грунтов оказывают состав и концентрация водного раствора, с которым взаимодействует грунт. Это обусловлено тем, что состав растворенных в воде соединений влияет на состав обменных катионов в грунтах, которые, как показано выше, влияют на пластичность грунтов, a концентрация раствора во многом определяет толщину диффузионного слоя. Данные (табл. 3) показывают, что присутствие значительного количества солей понижает пределы пластичности грунтов, причем особенно сильно у высокодисперсного грунта (монтмориллонит). Число пластичности каолиновой и монтмориллонитовой (асканглина) глин значительно ниже при использовании в качестве дисперсионной среды трехнормального раствора NaCl, чем при определении с помощью дистиллированной воды. Это наблюдалось во всех случаях независимо от состава обменных катионов. Уменьшение пластичности грунтов при большой концентрации солей связано с процессом дегидратации и агрегации грунтовых частиц, сопровождаемых уменьшением диффузного слоя грунтовых мицелл и, естественно, уменьшением содержания слабосвязанной воды в грунтах.

    Изменение пределов пластичности глин в зависимости от концентрации NaCl (по данным И. В. Попова) Таблица 3

























    Концентрация NaС1, н.

    Предел пластичности

    Число пластичности
















    Характер подготовки образцов

    верхний

    нижний
















    каолиновая

    монтмориллонитовая

    каолиновая

    монтмориллонитовая

    каолиновая

    монтмориллонитовая







    Природный образец

    Дистиллированная вода

    55

    110

    33

    55

    22

    55

    Насыщен Nа+

    3

    0,5

    0,01

    54

    58

    62

    77

    117

    314

    33

    33

    38

    47

    49

    50

    21

    25

    24

    30

    68

    264

    Насыщен Са2+

    3

    0,5

    0,01

    53

    56

    61

    83

    95

    98

    38

    37

    37

    45

    55

    55

    15

    19

    24

    38

    40

    44

    Для определения пределов пластичности применяют различные методы, которые можно подразделить на прямые и косвенные. Первые основаны на непосредственном измерении величины пластических деформаций грунта, вторые -- на определении диапазона влажности, в котором проявляются его пластические свойства. В настоящее время наиболее

    Классификация глинистых грунтов по числу Пластичности (ГОСТ 25 100 - 95) Таблица 4







    Наименование видов

    глинистых грунтов

    Число пластичности

    Супесь

    1

    Суглинок

    7

    Глина

    Ip>17

    Величина числа пластичности выражена в процентах. В ГОСТ 25 100 - 95 она приводится в долях единицы

    широко применяются косвенные методы. Применительно к этим методам разработаны классификации связных грунтов по пластичности (табл. 4) и консистенции (табл. 5), вошедшие в Строительные нормы и правила (ГОСТ 25 100 - 95).

    Следует иметь в виду, что подобное подразделение грунтов на гранулометрические виды по числу пластичности является весьма условным, так как пластичность связных грунтов зависит, как показано выше, не только от дисперсности, но и от минерального состава, состава обменных катионов и других факторов. Поэтому составлять единую для всех грунтов классификацию, подобную классификации ГОСТ 25 100 - 95, в принципе неверно. К этому вопросу необходимо подходить строго дифференцированно, с учетом региональных особенностей химико-минерального состава связных грунтов.

    Сопоставление пределов пластичности и естественной влажности грунтов позволяет ориентировочно судить в каком состоянии они находятся в естественном залегании. Если их влажность не превышает нижний предел пластичности, то грунты находятся в твердой, консистенции. При изменении естественной влажности в диапазоне нижний - верхний пределы пластичности грунты имеют пластичную консистенцию. Если влажность грунта превышает величину верхнего предела пластичности, то он находится в текучей консистенции. Очевидно, что при таком сравнении не учитывается уменьшение прочности грунтов, вызываемое разрушением естественных структурных связей в процессе перемятия образца глинистой породы при определении пределов пластичности.

    Это приводит к недоиспользованию прочности грунтов в естественном состоянии. Н. Я. Денисов указывает, что майкопская, юрская и многие другие глины при практически полном заполнении их пор водой (влажность 25--35%) в природном, ненарушенном состоянии производят впечатление твердых благодаря наличию сцепления упрочнения. При изучении тех же глин с нарушенным (при бурении) строением они описываются уже как пластичные. Приведенный пример хорошо показывает, что грунты, отнесенные на основании сравнения их естественной влажности с пределами пластичности к пластичным или даже текучим, в условиях естественного залегания могут оказаться «твердыми». Однако при нарушении их естественной структуры они перейдут в пластичное или даже текучее состояние без изменения влажности. В этих случаях целесообразно говорить о скрытопластичной и скрытотекучей консистенции связных грунтов.

    Наименование связных грунтов по величине показателя консистенции (по ГОСТУ 25 100 - 95) Таблица 5










    Наименование грунтов

    Величина показателя консистенции




    Супеси

    твердые

    IL<0

    пластичные

    0< IL<1




    текучие

    IL>1




    Суглинки

    твердые

    IL<0

    и глины

    полутвердые

    0L< 0,25

    тугопластичные

    0,25< IL<0,50




    мягкопластичные

    0,50< IL<0,75




    текучепластичные

    0,75< IL<0,1




    текучие

    IL>1




    В инженерно-геологической практике для приближенной оценки консистенции связных грунтов широко применяют показатель консистенции (ГОСТ 25 100 - 95), который рассчитывается по формуле:

    IL=W-Wp/Ip (1)

    В зависимости от величины этого показателя связные грунты подразделяются в соответствии с классификацией ГОСТ 25 100 - 95 на ряд групп (см. табл. 5).

    Число пластичности используется также для расчета показателя пластичности глинистой фракции (по В. А. Приклонскому,1949) или коллоидной активности (по Скемптону, 1953):

    Кp=Ip/Mc, (2)

    где Mc - процентное содержание глинистых частиц (d<0,005 мм)

    Оборудование для проведения инженерно-геологического бурения

    При проектировании зданий, дорог, ЛЭП, других объектов и их реконструкции очень важным является знание свойств грунтов на месте строительства. От этого зависит выбор типа фундаментов, глубина его заложения, стоимость сооружения объектов. Ошибки в оценке состояния грунтов и уровня грунтовых вод в лучшем случае ведут к удорожанию работ, в худшем - к разрушению сооружений . Поэтому инженерно-геологические изыскания должны вестись на самом высоком уровне с использованием современного оборудования.

    Основным методом исследований является бурение разведочных скважин с дальнейшим исследованием пород, содержащихся в извлекаемом керне, установлением уровня, притока и химического состава грунтовых вод. Для этого применяются передвижные и переносные буровые установки.

    РЕКЛ



    1   2   3   4   5


    написать администратору сайта