Ответы на экзаменационные вопросы по инженерной геологии. Схема строения земного шара и земной коры. Указать мощность оболочек геоида и слоев коры
 Скачать 2.8 Mb.
|
|
Континентальные отложения - отложения, образующиеся на суше, включая и внутриматериковые водоёмы (озёра, реки). Континентальные отложения различают собственно на наземные (субаэральные), подводные (субаквальные, в пределах водоемов суши) и подледные (субгляциальные) континентальные отложения. Инженерное грунтоведение.
Основными показателями состава дисперсных грунтов являются:
К основным показателям состояния дисперсных грунтов относятся:
Методы, применяемые для определения гранулометрического состава, подразделяют на прямые (ситовой, пипеточный и т.д.) и косвенные (визуальный и ареометрический). Прямые методы позволяют непосредственно выделять необходимые фракции, определять их массу и процентное содержание в грунте. Косвенные методы основаны на изучении некоторых свойств исследуемых грунтов, по изменению которых можно судить о содержании в породе тех или иных фракций. Ситовой метод используют для определения гранулометрического состава песчано-гравелистых грунтов (с размером частиц более 0,1 мм). Пипеточный метод используют главным образом для определения гранулометрического состава глинистых пород. Ареометрический метод используется для определения гранулометрического состава грунтов, содержащих фракции диаметром менее 0,25 мм, и основан на измерении плотности суспензии в процессе ее отстаивания. Метод Рутковского дает приближенное представление о гранулометрическом составе и часто используется в полевых условиях. В основе метода лежат:
К основным показателям состояния дисперсных грунтов относятся:
Грунты обладают способностью поднимать воду по капиллярным порам снизу вверх вследствие воздействия капиллярных сил, которые возникают на границах раздела различных компонентов грунта. Капиллярные свойства грунтов обычно характеризуются максимальной величиной капиллярного поднятия и скоростью капиллярного поднятия. Высота и скорость капиллярного поднятия сильно зависят от гранулометрического состава грунтов, поскольку он в первую очередь определяет размер и характер пор. С возрастанием дисперсности грунтов размер пор в них уменьшается, а в соответствии с этим увеличивается высота капиллярного поднятия и, наоборот, уменьшается скорость подъема воды. Эти капиллярные свойства грунта связаны между собой обратной зависимостью.
Влажность грунта – это отношение массы воды mв, заключенной в порах грунта, к массе сухого грунта mск W = mВ/mск иногда ее выражают в процентах. Влажность грунтов в лаборатории принято определять высушиванием образцов до постоянной массы при температуре 105..107 градусов. Влажность грунтов может изменяться от нескольких процентов для скальных грунтов до сотен процентов для илов или торфов. В полевых условия природную влажность (без отбора образцов) можно определить с помощью нейтронного влагометра. Пластичность – способность грунта под внешним воздействием изменять форму без разрушения или разрыва сплошности и сохранять приданную ему форму после устранения действия внешней силы. Влажности, ограничивающие интервал появления пластических свойств грунтов, называют пределами пластичности, или характерными влажностями. Они нужны для определения числа пластичности грунтов.
Плотностью грунта называют массу единицы объема грунта в его природном состоянии, т.е. ненарушенной структуры с естественной пористостью и влажностью. Она численно равна отношению массы грунта mгрк его объему Vгр. ρ = mгр/Vгр. Для связного (глинистого) грунта применяют методы режущего кольца и гидростатического взвешивания. Последний метод используется в тех случаях, когда нельзя изготовить образцы правильной геометрической формы, а образцы глинистого грунта перед взвешиванием в воде парафинируют. Плотность сыпучих грунтов нарушенной структуры определяется в двух состояниях: рыхлом и плотном, что необходимо для оценки их строительных свойств и состояния.
Коэффициент фильтрации КФ характеризует способность грунта пропускать воду, т.е. его водопроницаемость, и представляет собой скорость движения потока воды в грунте при единичном градиенте напора. Определение коэффициента фильтрации проводится при трех различных, но постоянных значениях гидравлического градиента в трубке Каменского по методу Дарси. В трубку с песчаным грунтов наливают воду до определенного уровня hi, который затем поддерживают постоянным в течение 2…3 мин, подливая воду из мерного цилиндра, что позволяет определить объем профильтровавшейся воды за отрезов времени. На основе полученных данных определяют значение коэффициента фильтрации по формуле Дарси КФ = Q/FI Где КФ – коэффициент фильтрации, см/с; Q – количество воды, профильтровавшейся за единицу времени, см3/с, т.е. Q= V/t; F– площадь сечения трубки, см2; I – напорный (гидравлический) градиент, равный отношению разности напоров к длине пути фильтрации, т.е. I = (h1-h2)/L Величина КФ зависит от гранулометрического состава, структуры и пористости грунта, формы грунтовых частиц (т.е. их окатанности), температуры воды и содержания в ней растворенных веществ, в том числе и воздуха (газов).
Интервал влажности между пределами пластичности характеризуется числом пластичности и используется как классификационный показатель грунта: IP= WL – WP. Для определения наименования глинистого грунта используют следующую классификацию:
Между твердыми частицами грунта в результате их неплотного прилегания одна к другой образуются промежутки различной величины, которые называются порами. Поры могут быть заполнены воздухом или водой. Пористостью грунта nназывают отношение объема пустот (пор) в грунте к общему объему грунта, выраженное в процентах или в долях единицы, n = Vпор/Vгрунта Вычисление пористости грунта производится по данным определения плотности частиц грунта и плотности сухого грунта. n = ρs – ρd/ ρs Часто пористость грунта характеризуют отношением объема пор к объему, занимаемому твердой фазой (скелетом) грунта. Эта величина называется коэффициентом пористости, или приведенной пористостью е = Vпор/Vгрунта Коэффициент пористости может быть вычислен по плотности частиц грунта ρs и плотности сухого ρd(ρск) грунта е = ρs – ρd/ ρd
Коэффициент фильтрации КФ характеризует способность грунта пропускать воду, т.е. его водопроницаемость, и представляет собой скорость движения потока воды в грунте при единичном градиенте напора. Определение коэффициента фильтрации проводится при трех различных, но постоянных значениях гидравлического градиента в трубке Каменского по методу Дарси. В трубку с песчаным грунтов наливают воду до определенного уровня hi, который затем поддерживают постоянным в течение 2…3 мин, подливая воду из мерного цилиндра, что позволяет определить объем профильтровавшейся воды за отрезов времени. На основе полученных данных определяют значение коэффициента фильтрации по формуле Дарси КФ = Q/FI Где КФ – коэффициент фильтрации, см/с; Q – количество воды, профильтровавшейся за единицу времени, см3/с, т.е. Q= V/t; F– площадь сечения трубки, см2; I – напорный (гидравлический) градиент, равный отношению разности напоров к длине пути фильтрации, т.е. I = (h1-h2)/L
Гранулометрический состав характеризует содержание в грунте частиц (фракций) определенных размеров, взятых по отношению к массе абсолютно сухой породы в процентах. Размер фракций, слагающих тот или иной грунт, выражают обычно в миллиметрах. Методы, применяемые для определения гранулометрического состава, подразделяют на прямые (ситовой, пипеточный и т.д.) и косвенные (визуальный и ареометрический). Прямые методы позволяют непосредственно выделять необходимые фракции, определять их массу и процентное содержание в грунте. Косвенные методы основаны на изучении некоторых свойств исследуемых грунтов, по изменению которых можно судить о содержании в породе тех или иных фракций. Ситовой метод используют для определения гранулометрического состава песчано-гравелистых грунтов (с размером частиц более 0,1 мм).Суть ситового метода состоит в разделении средней пробы на фракции с помощью набора сит с различным диаметром ячеек – от 10 до 0,1 мм. Пипеточный метод используют главным образом для определения гранулометрического состава глинистых пород. Этим методом с достаточной точностью определяют содержание в породе фракций диаметром менее 0,1 мм. При наличии в грунте более крупных частиц пипеточный метод применяется в комбинации с ситовым методом. Ареометрический метод используется для определения гранулометрического состава грунтов, содержащих фракции диаметром менее 0,25 мм, и основан на измерении плотности суспензии в процессе ее отстаивания. Так, если во взмученную суспензию опустить ареометр, то в процессе отстаивания плотность ее будет изменяться (в связи с выпадением из неё частиц грунта) и ареометр будет погружаться в суспензию. Через определенные отрезки времени снимаем отсчеты по глубине погружения ареометра и далее рассчитываем содержание каждой фракции, меньшей 0,25 мм. Метод Рутковского дает приближенное представление о гранулометрическом составе и часто используется в полевых условиях. В основе метода лежат:
При производстве массовых определений гранулометрического состава грунтов в полевых условиях часто выделяют только три основные группы фракций: глинистую (по набуханию), песчаную (по скорости падения частиц в воде) и пылеватую (вычитая из 100% суммарное содержание глинистых и песчаных частиц в процентах).
Основными показателями состава дисперсных грунтов являются:
К основным показателям состояния дисперсных грунтов относятся:
Примеры (?)
Оптимальной влажностью Wопт называется влажность, при которой достигается наибольшая плотность сухого грунта при затрате стандартной работы на уплотнение, а достигнутая при этом плотность ρdmaxназывается максимальной плотностью грунта. В лабораторных условиях определение Wопт и соответствующей ей ρdmaxпроизводят на приборе стандартного уплотнения. Метод заключается в последовательном уплотнении в приборе стандартного уплотнения (СоюздорНИИ) при одинаковых условиях пробы грунта с постоянным увеличением его влажности. Испытания грунта на уплотнение с наращиванием влажности проводят до тех пор, пока плотность сухого грунта ρdне станет уменьшаться. По полученным при каждом уплотнении значениям ρd и Wi строят график ρd= ƒ (Wi). За максимальную плотность грунта ρdmax принимают наибольшее значение ρd, а за оптимальную влажность Wопт – влажность, соответствующую максимальной плотности сухого грунта. 
Грунты обладают способностью поднимать воду по капиллярным порам снизу вверх вследствие воздействия капиллярных сил, которые возникают на границах раздела различных компонентов грунта. Поднятие воды в грунте по капиллярам можно представить как результат действия подъемной силы вогнутых менисков, которая по формуле Лапласа выражается как: Q= 2a/R где a – поверхностное натяжение жидкости; R – радиус кривизны мениска, который связан прямой зависимостью с диаметром капилляра R = d/2cosΘ; d, r – соответственно диаметр и радиус капилляра; Θ – краевой угол смачивания. Капиллярные свойства грунтов обычно характеризуются максимальной величиной капиллярного поднятия и скоростью капиллярного поднятия. Высота и скорость капиллярного поднятия сильно зависят от гранулометрического состава грунтов, поскольку он в первую очередь определяет размер и характер пор. С возрастанием дисперсности грунтов размер пор в них уменьшается, а в соответствии с этим увеличивается высота капиллярного поднятия и, наоборот, уменьшается скорость подъема воды. Эти капиллярные свойства грунта связаны между собой обратной зависимостью. 
|