Инженерная геология механика грунтов основания и фундаменты (стр. 2 из 2)
Строительные свойства аллювиальных отложений отличаются большой сложностью в зависимости от гранулометрического и минералогического состава, плотности, влажности, консистенции и других факторов. Характерная строительная особенность крупнообломочных и песчаных аллювиальных отложений – их малая уплотняемость. Как правило, они бывают хорошим основанием для сооружений (зданий, насыпей и т. п.) которые производят только статическую нагрузку. При воздействии динамической нагрузки (от проходящих поездов, молотов и т. п.) в зависимости от природной плотности отложений уплотнение их может быть значительным. Поэтому, проектируя сооружения с динамическими нагрузками, следует точно определить природную плотность песков в условиях их естественного залегания.
Основными показателями физико-механических свойств и параметров пород, используемых в инженерных расчётах являются: сжимаемость и прочность. Сжимаемость горных пород определяет возможную осадку сооружения, а прочность связана с величиной нагрузки на основание сооружений. Устойчивость склонов тесно связана с прочностью слагающих их пород. В массиве горных пород наиболее слабые разности будут определять прочность всего массива, даже если их толщина составляет всего насколько миллиметров.
Степень сжатия и уплотнения грунтов, и явления происходящие в них при этом, зависят от вида и структурных особенностей грунтов. Сжатие раздельнозернистых грунтов (песок, гравий, щебёнка и т.п.), у которых внутренние структурные связи отсутствуют, зависит от степени их плотности, гранулометрического и минералогического состава и характера внешнего воздействия. При статическом давлении, обусловленном весом сооружений уплотнение раздельнозернистых грунтов будет вызываться перемещением отдельных зёрен относительно друг друга (чему препятствует трение, возникающее на поверхности перемещения зерен); это протекает сравнительно быстро и почти не зависимо от влажности, и при тех давлениях, которые практически передаются на грунты от веса возводимых сооружений, сжатие рассматриваемых грунтов сравнительно незначительное. Поэтому как основания сооружений раздельнозернистые грунты вполне удовлетворительны.
Сжимаемость горных пород определяется экспериментально коэффициентом уплотнения или величиной общей деформации «Е».
Прочность пород определяют испытанием пород на сдвиг или одноосное сжатие. Известны и другие, косвенные методы.
Устойчивость склонов тесно связана с прочностью слагающих их пород. В массиве горных пород наиболее слабые разности будут определять прочность всего массива, даже если их толщина составляет всего насколько миллиметров.
4. Определение возраста пород заданного геолого-литологического разреза
По таблице 1 методического пособия определяем возраст пород заданного геолого-литологического разреза:
-суглинки пылеватые с включениями валунов и крупных глыб, а также покровные пылеватые суглинки с дресвой и щебнем в основании слоя относятся по возрасту образования, так же как и аллювиальные отложения к современному отделу четвертичного периода кайнозойской эры.
-конгломерат валунно-галечный с железистым и известково-глинистым цементом относятся к силурийскому периоду палеозойской эры.
-слюдяные, хлоритовые и тальковые сланцы по возрасту образования относятся к ордовикскому периоду палеозойской эры.
-мраморизованный крупнокристаллический известняк относится к кембрийскому периоду палеозойской эры.
-парагнейс – к протерозойской эре.
-диабаз – архейской эре.
По геолого-литологическому разрезу можно перечислить следующие процессы внутренней динамики земли:
-тектоническое движение земной коры, которое носит складчатый характер, и в результате чего образовалась антиклиналь.
С точки зрения сейсмической устойчивости участка строительства можно сказать что правый склон, где залегает диабаз наиболее сейсмоутойчив по сравнению с левым склоном, где залегают аллювиальные отложения.
6. Объяснить сущность процессов внешней динамики Земли. Перечислить процессы, протекающие на участке. Указать условия их возникновения и возможные защитныемероприятия
Процессы внешней динамики земли, которые проходят на участке строительства следующие:
-выветривание (разрушение горных пород под действием атмосферных агентов), на участке преобладает физический характер выветривания.
-осадкообразование (смещение продуктов выветривания и накопление их в пониженных местах с образованием в новых условиях других толщ осадочных пород).
-смыв и делювий (смытые водой продукты выветривания накапливаются на склонах и в основании склонов).
-эрозия (разрушающее воздействие поверхностных водотоков на горные породы).
7. Охарактеризовать гидрологические условия участка и дать их инженерно-геологическую оценку
На участке преобладает безнапорное движение подземных грунтовых вод, которое происходит в результате разности уровня в её двух сечениях . Разность уровней ∆Н=Н1-Н2 в сечениях 1 и 2 и обусловливает движение воды в направлении сечения 1.
Скорость движения подземного потока зависит от разности напора (чем больше ∆Н, тем больше скорость).
И от длинны пути фильтрации l(чем меньше lпри том же значении ∆Н, тем скорость больше).
Отношение разности напора ∆Н к длине пути фильтрации l называется гидравлическим уклоном и обозначается через I:
Линейный закон фильтрации (закон Дарси). Движение подземного потока в пористых породах (песок, супесь, суглинок) имеет параллельно струйчатый, или ламинарный, характер, т.е. без разрывов и пульсаций, с плавным изменением скорости и подчиняется закону Дарси, который выражается формулой
где Q – расход воды (количество фильтрующейся воды в единицу времени); k - постоянная величина для данной породы, характеризующая её водонепроницаемость (коэффициент фильтрации); F – площадь поперечного сечения потока; ΔН – напор или разность уровней в двух рассматриваемых сечениях;
- длина пути фильтрации; I– гидравлический уклон.Для определения коэффициента фильтрации используют следующие методы:
- полевыми опытно-фильтрационными работами – откачками, наливами, нагнетанием и инфильтрацией из шурфов;
- в лаборатории с помощью различных приборов;
- по эмпирическим формулам.
8. Перечислите вопросы, требующие дополнительных изысканий для оценки строительного участка
Глинистые аллювиальные породы в большинстве представлены супесями и суглинками. Строительные свойства глинистых аллювиальных отложений отличаются большой сложностью в зависимости от гранулометрического и минералогического состава, плотности, влажности, консистенции и других факторов. Поэтому объективная оценка глинистого аллювия применительно к строительству конкретного объекта может быть дана лишь с учетом совокупности его физико-механических свойств после всестороннего его изучения.
При гидрологических исследованиях определение характера взаимодействия изучаемого водоносного горизонта с поверхностными водами во времени является важной задачей, так как это имеет существенное значение при решении вопросов водоснабжения путём использования грунтовых вод или для борьбы с притоком грунтовых вод в котлованы, выемки и иные сооружения.
Для обеспечения прочности, устойчивости и эксплуатационной пригодности зданий и сооружений, возводимых на пучинистых грунтах, в основном применяются инженерно–мелиоративные, строительно-констуктивные, и термохимические мероприятия.
Нормами проектирования предусматривается использование вечномерзлых грунтов как оснований сооружений при условии сохранения вечномерзлого состояния в течение всего периода эксплуатации сооружения – принцип 1 и при условии оттаивания вечномерзлых грунтов основания до начала строительства или во время строительства и эксплуатации сооружения – принцип 2. Выбор того или иного принципа производится на основе технико-экономических расчетов.
1. Седенко М. В. Геология, гидрогеология и инженерная геология. Минск: Вышэйшая школа, 1975.
2. Швецов Г. И. Справочник «Основания и фундаменты» Москва: Высшая школа, 1991.
3. Дуденцева И. Л. Задание на контрольную работу « Инженерная геология, механика грунтов, основания и фундаменты » Москва 1988.